本发明公开了一种基于光斑偏移法测量激光光斑聚焦直径的光学实验系统，本发明包括偏振分束器A、偏振分束器B，偏振分束器A被布置为使一束激光分成偏振方向互相垂直的两束光，偏振分束器B被布置为将偏振分束器A分成的两束光进行重合，偏振分束器A固定设置，所述偏振分束器B连接设置在纳米压电促动器上，以便使所述偏振分束器B在所述纳米压电促动器的驱动下实现三维运动，进而使得所述偏振分束器B发生偏转，从而实现两束光发生一定的偏移，使锁相放大器接收到的Vin信号产生变化，对采集到的信号进行数值拟合，即可得到光斑的聚焦直径。本发明不仅操作简单，而且易于同类型的光学系统进行复合，提高了现有光学系统的集成度。