本申请涉及一种大功率高重复频率且脉宽可调的超快激光系统，通过激光种子源产生GHz以上重复频率的激光脉冲。展宽放大模块对激光脉冲进行放大和脉冲展宽。脉冲调制模块对放大和展宽后的激光脉冲进行调制，生成不同频率和不同占空比的多个激光脉冲串，并采用多级放大模块对激光脉冲串进行逐级放大。非线性压缩放大模块通过控制泵浦功率或非线性量对光谱展宽进行调节，结合展宽放大模块对激光脉冲的展宽程度、脉冲调制模块的频率和占空比进行连续调节，可以获得不同的非线性压缩脉冲宽度，实现脉宽从皮秒到飞秒量级的连续可调。脉冲压缩模块对脉宽连续可调的激光脉冲的压缩和输出，实现大功率、高重复频率、脉宽可调的激光脉冲输出。