本实用新型公开了一种基于Z扫描的泵浦探测装置，包括激光光源、分束器，所述分束器把入射激光束分为两束，分别进入泵浦光路和探测光路，所述泵浦光路包括时间延迟部件和凸透镜；所述探测光路包括凸透镜、出射分束器和两个探测器，待测样品位于凸透镜的后焦面上，其特征在于：在所述探测光路的凸透镜之前，设置有相位物体。本实用新型的装置结构简单，测量非常方便可以广泛地应用于非线性光学测量、非线性光子学材料、非线性光学信息处理和光子学器件等研究领域，尤其是非线性光功能材料的测试和改性等关键环节。