一种核磁共振谱仪，包括：样品腔(11)，用于装载待测样品(111)并提供射频磁场；激光系统(12)，用于产生泵浦光和探测光，并将泵浦光和探测光聚焦于待测样品(111)，以使待测样品(111)在泵浦光、探测光以及射频磁场的作用下产生光子回波信号；探测系统(13)，用于将光子回波信号转换为电信号，并可视化显示电信号，以实现对待测样品能级结构的测量。通过将光子回波信号探测与射频电磁场、光谱烧孔技术结合起来，实现了非均匀加宽的光学跃迁超精细能级结构的探测，可用于表征超精细相互作用。该核磁共振谱仪具有探测全面、准确性高、抗干扰性好等优点，设备简单且易于操作。