飛秒差分光克爾門及基于該光克爾門的成像裝置和方法。探測光路上依次設有待測目標、散射介質,由起偏器、光克爾介質、第一分束片、兩個四分之一波片和兩個檢偏器組成的飛秒差分光克爾門,及兩個單脈沖觸發CCD;起偏器的偏振方向與飛秒探測脈沖光的偏振方向相同,兩個檢偏器的偏振方向與起偏器的偏振垂直方向分別呈正、負2~5°外差角;開關光路上設有半波片和光學延時線,飛秒開關脈沖光與飛秒探測脈沖光在光克爾介質內部重合。在兩個單脈沖觸發CCD上分別得到正、負外差單脈沖選通圖像,兩圖相減得到待測目標的飛秒差分光克爾門單脈沖選通圖像。本發明實現了高信噪比的單脈沖成像,具有高時間分辨、高圖像對比度和高系統分辨率等優點。