本发明公开了一种基于调制弱值放大技术的相位分布测量装置及方法，该相位分布测量装置设置有系统前选择态单元、第一相位补偿单元、系统后选择态单元，本发明主要基于标准量子弱值放大技术，以光偏振作为量子系统自由度，采用相位补偿策略，通过设置合适的第一相位补偿单元和系统后选择态单元，可对一个波长以内的任意相位实现高精度测量，是一种新型的、无损的直接光学传感测量技术，适用于生物医学、分析化学、材料学等多个技术领域的相位高精度测量及成像分析，具有重要应用价值。