本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种微波光子双模式成像系统，用于监测高速列车周边环境的图像，系统包括：微波光子信号共生增强模块，用于基于种子光源生成高能激光和微波信号，将两者分别传输至激光调整模块和感知决策模块；激光调整模块，用于对高能激光进行预处理，并将预处理后的高能激光通过可调扩束镜镜台发出高能激光光束；感知决策模块，用于对微波信号进行预处理并通过收发一体化天线发出并接收回传的微波信号；成像处理模块，通过接收高速列车周边环境反射的高能激光采集信号和收发一体化天线接收到的周边环境反射的微波接收信号，对两种信号进行处理，得到激光和微波成像。上述方法实现复杂环境下列车前向激光及侧向微波探测成像。