본 발명은 광파의 진폭 및 위상 분석 장치를 공개한다. 이 장치는 광파를 인가받아 기본 펄스 및 측정 대상 신호 펄스로 분리하는 빔 스플리터; 상기 분리된 신호 펄스를 인가받아 빔의 전기장 세기를 상기 기본 펄스보다 소정의 양만큼 약하게 조절하는 조리개; 상기 기본 펄스 또는 신호 펄스를 인가받아 양 펄스 사이의 상대적인 시간 지연을 조절하는 평행이동 스테이지; 상기 상대적인 시간 지연이 조절된 기본 펄스와 신호 펄스를 인가받아 결합시키는 빔 결합 장치; 상기 결합되는 기본 펄스와 신호 펄스를 인가받아 상기 이온화 물질로 집속하여 이온화시켜 전자 및 이온을 생성하는 렌즈; 상기 생성된 이온의 양을 측정하여 상기 시간 지연에 따른 이온화 변화량을 산출하는 이온화량 측정 장치; 및 상기 산출된 이온화 변화량을 이용하여 상기 신호 펄스의 진폭과 위상을 계산하는 신호 펄스 분석 장치;를 포함하고, 상기 이온화 물질은 진공 혹은 대기 중 가스, 가스젯 장치가 분출한 가스, 금속 물질 및 나노 구조물 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.