本实用新型涉及一种共线飞秒激光偏振泵时探测系统，包括：偏振输出脉冲激光器输出脉冲激光；波片使激光偏振方向旋转；分光器件将激光束分成偏振方向互相垂直的两束；反射镜接收并反射激光束；声光调制器将激光束调制；光阑透过调制激光束；声光调制器驱动器为声光调制器发送调制信号；电控移动台前后移动；检偏器透过偏振方向垂直的激光束；光电探测器接收检偏器透过的激光；磁铁固定调整架固定样品；聚焦透镜将激光辐照在样品表面；电控旋转台固定波片。本实用新型将两束偏振方向垂直的光通过偏振耦合的方式，合并为一束光。这样，对不同厚度的样品，都能保证两束光在样品上空间相干，避免了调节光束方向的问题；使得操作更加简单。