本实用新型公开一种优化重复性的双光束测光装置，包括积分球、毛玻璃装置、测试光路以及参考光路；积分球包括光源、被测窗口、测试出射窗口、参考出射窗口；所述测试出射光窗口与被测窗口分别位于所述积分球上下方的球面上；所述参考出射窗口与参考光路组成的光路光轴落在所述积分球内壁上；所述毛玻璃装置包括毛玻璃，所述毛玻璃可移动或摆动的安装于所述测试出射窗口上方，可以根据需要来覆盖或不覆盖测试出射窗口。本实用新型提供的优化重复性的双光束测光装置仅采用一个积分球的结构实现有效校准两个传感器的不一致变化的功能，其结构简单、装配方便、易于微型化。