本发明公开了一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。该水冷光学测试法兰在水冷测试法兰的基础上进行了改进，在水冷测试法兰的测试接头上连接光学接头；光学接头的轴线上设置有光学玻璃，光学玻璃的两侧安装有靠近法兰的内密封圈和远离法兰的外密封圈，光学玻璃、内密封圈和外密封圈外套装有套螺母，套螺母的前端通过螺纹连接在测试接头上，套螺母的后端插入光纤。该水冷光学测试法兰结构简单，可靠性强，能够将压力高达10MPa、温度高达9000K的高超声速低密度风洞稳定段的高温高压气体产生的光引出至光学测量仪器上，为测量提供了设备基础。