本发明提出基于时分复用多载波探测光干涉型传感器的光声成像系统，涉及光声成像的技术领域，以光干涉型传感器作为基本结构，首先利用信号发生器输出若干正弦波射频信号，利用可调激光器产生探测激光，IQ调制器基于正弦波射频信号对可调激光器产生的探测激光进行单边带调制，生成多路载波，基于光干涉型传感器实现光干涉型传感器的输出光谱在10GHz范围内，与IQ调制器和光电探测器的带宽限制配合，提高了探测系统的时域利用率，而且光干涉型传感器的输出光谱中同时存在多个谐振峰，同时对输出光谱中的多个谐振峰通道进行光强度监测，进而获得高信噪比的光声信号，实现了高灵敏度的光声成像。