本发明公开了多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器、脉冲激光器和延时分光光路，延时分光光路包括第一分光镜、第二分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一半波片、以及第一偏振分束镜。通过延时分光光路，可以实单脉冲分离成多脉冲序列，不受激光自身重复频率的影响，不仅具有脉冲序列时间间隔精确可调，而且脉冲序列可实现同光路输出，有利于远距离同光束探测或者光束精确聚焦到同一目标点探测；此外，可以通过对延时分光光路进行扩展、以及多台脉冲激光器与多个延时分光光路组合获得更多脉冲序列、更多脉冲波形，为激光与物质相互作用获得快速精确的脉冲序列。