本发明专利涉及水质分析领域，具体说是一种应用于水下荧光检测的光学探头，由物镜、激发光源、滤光片、探测器、电子模块、外壳以及水密接头组成。不同于传统的荧光检测探头，本发明采用同一片物镜同时对激发光路以及荧光收集光路进行优化设计，物镜固定于探头最前端，并与外壳之间密封。激发光源的中心距物镜上沿的距离设定在D/16‑D/8(D为物镜的直径)范围内，利用全反射原理，可有效抑制激发光在系统中产生的杂散光(＜0.05％)。在荧光收集光路中，物镜的使用以及合理的空间位置安排，可有效增加荧光信号的收集。本发明的水下荧光检测探头可用于湖泊中叶绿素浓度、生活用水中有害物质及浊度、以及海洋中原油、溢油的测量。