通过搭建飞秒时间分辨的泵浦探测阴影成像系统，研究了聚焦的飞秒激光脉冲产生空气等离子体的瞬态演化特性，并对不同聚焦条件下空气等离子体的时间特性进行了数值模拟。实验结果表明：聚焦的飞秒激光电离空气等离子体的电子瞬态密度峰值先升高后缓慢下降；同时得到了高时间分辨下的电离速度变化与电子数密度的空间分布。计算结果显示：更高的单脉冲能量对应更高的饱和电子数密度，高数值孔径聚焦条件下隧穿电离也更早出现，表明飞秒时间分辨的泵浦探测阴影成像可为超快激光微加工的瞬态过程提供观测手段，同时可对超快激光微加工过程中的等离子屏蔽效应提供机理解释与加工工艺的优化参考。