본 발명의 일 실시예는 시료를 수용하는 시료부, 상기 시료부로 파동을 조사하는 파동원, 상기 시료부로부터 출사되는 출사파동의 경로 상에 배치되며, 상기 출사파동 중 일부를 제1 파동으로 변조하는 제1 공간 광 변조부와 상기 출사파동 중 일부를 제2 파동으로 변조하는 제2 공간 광 변조부를 구비하는 광학부, 상기 광학부로부터 출사되는 상기 제1 파동과 상기 제2 파동을 집속시키는 렌즈부 및 상기 렌즈부로부터 집속된 집속파동을 검출하는 검출부를 구비하고, 상기 제1 공간 광 변조부 및 상기 제2 공간 광 변조부는 이미 알고 있는 조건의 상기 시료에 대하여 상기 제1 파동과 상기 제2 파동이 상쇄 간섭이 일어나도록 상기 출사파동을 변조하는, 광학 검출 시스템을 제공한다.