本发明公开了单载波光通信信号检测方法及其装置，第一光分路模块将光信号分为接收信号L1和接收信号L2两路；延时模块将L1延时处理得到延时光信号；第二光分路模块将延时光信号分为延时光信号M1和延时光信号M2；直接检测模块对M1进行直接检测得到电信号R1；差分检测模块对L2和M2进行差分检测后得到整体电信号R2；第一计算模块将电信号R1与电信号R2做差得到检测电信号R3；转换模块将检测电信号R3预处理后经模数转换得到数字电信号R；数字信号电路模块将R经数字信号电路处理后输出发端数字基带信号；本发明解决现有直接检测中因SSBI干扰带来的低灵敏度问题，实现在低复杂度、低成本条件下获得较高传输灵敏度和较高频谱利用率的复值信号直接检测装置。