一种运用于大型风洞的高速瞬态纹影系统，包括激光光源系统、匀化系统、纹影系统、数据采集与同步控制系统。同步控制器发出信号控制激光光源系统发出高频脉冲激光，高频脉冲激光经过匀化系统后，形成具有一定发散角度的匀化高频脉冲激光，然后匀化高频脉冲激光进入纹影系统。匀化高频脉冲激光经过第一反射镜传输到第一凹面镜后出射匀化平行高频脉冲激光，经过大型风洞流场后，被第二凹面镜会聚，再经第二反射镜反射，聚焦于纹影系统刀口处。最后，同步控制器控制相机接受瞬态纹影图像，并储存于计算机中。本发明通过增加匀化系统，实现高频脉冲激光以特定角度均匀发散并消去杂光，提高能量利用率，使瞬态纹影技术应用于大型风洞上。