本发明公开了一种应用于高功率微波加热的光纤阵列热像采集装置，包括矩形腔壳体，矩形腔壳体内设置有矩形腔，矩形腔壳体外的左右两侧分别设置有采集矩阵和馈入波导，往馈入波导中馈入加热微波，加热放置在矩形腔内的被加热体后，采集矩阵能通过采集管阵列将加热微波滤除，满足微波泄漏标准，同时通过采集光纤采集被加热体发出的红外波并传输至红外成像仪中，使得微波加热过程中的温度分布可直观地显示在红外成像仪上，克服了在高功率微波环境下，微波加热的红外信号采集的难题，让被加热物体各部分的温度分布数字化成为可能，有利于微波加热的温度数字化控制。