本實用新型公開了一種新型光臂放大式二維線性測頭,包括用于發射兩條激光束的兩個激光源;用于反射每束激光束的測頭基座,測頭基座設有至少兩個反射面以及測桿和測球;用于接收兩條反射激光束的兩個光電探測器;用于使測頭基座,或光電探測器與測頭基座一起,做直線運動的平移部件,以改變測頭基座反射面上的兩條激光束反射點位置的平移部件;用于將測頭基座回復至初始位置的回復部件;用于計算獲得測球位移變化值的處理系統。該二維線性測頭通過兩個光電探測器能夠得到在兩個不同直線方向的位移量,以補償被測工件定位時的測量偏差,獲得更為準確的測量坐標,提高了測量精度,簡化了結構,降低了生產成本,易于批量加工制造。