本实用新型涉及航空航天实验技术领域，尤其是涉及一种超声速流场光流测速系统。超声速流场光流测速系统，其包括风洞气源、高均匀性示踪粒子播撒装置、双曝光激光光源、导光臂、片光调制透镜组和跨帧相机；所述高均匀性示踪粒子播撒装置的主气流注入口与风洞气源连通；所述高均匀性示踪粒子播撒装置包括示踪粒子注入口、锥瓣混合器、第一蜂窝整流器、第二蜂窝整流器和风洞喷管；双曝光激光器两腔之间略有差异，导致光的偏振模式、光线入射角和光的能量分布不尽相同，通过对光路来调整控制激光偏振方向、合束和能量强弱，来尽量满足两束光的光场守恒条件。通过高均匀性示踪粒子播撒装置能粒粒子与来流的掺混和气流的均匀性进行调整和改进。