本发明公开一种W型光纤束，包括：第I子光纤，第II子光纤，第III子光纤和第IV子光纤；所述第I子光纤与所述第II子光纤共用输入端口；所述第III子光纤和所述第IV子光纤共用输出端口；所述第II子光纤的输出端口和所述第III子光纤的输入端口捆绑连接，形成输入输出端口；所述第I子光纤和第Ⅳ子光纤的另一端分别连接一光纤端口；所述第I子光纤，第II子光纤，第III子光纤和第IV子光纤构成W型光纤束。还公开一种使用W型光纤束的半导体薄膜光学测量系统。本发明能减少系统光源和光谱计的数量，提高测量精度的同时达到降低系统成本的效果。