随着对非线性光学研究的不断深入，光学非线性测量方法也越来越受到了人们的重视。Z扫描技术因其光路简单，测量灵敏度较高，可以测量非线性吸收和非线性折射的大小和符号等优点使得该方法很快普及为一种广泛应用的测量方法。同时在该方法的基础上人们纷纷提出了许多改进的测量方法，使得Z扫描技术具有了更高的测量灵敏度，并且应用范围更加广泛。　　本文介绍了以往几种改进的高灵敏度Z扫描技术，并基于top-hat Z扫描技术提出了一种新的改进的高灵敏度且易于实现的Z扫描技术。该方法对入射光进行了处理，即在实验装置前的光阑的中心镀了一层膜，该膜能够部分吸收入射光，而外围光束完全通过。与原有的top-hat Z-扫描相比，该技术大大提高了测量的灵敏度。本文中我们在皮秒时域进行了改进的top-hat Z扫描方法的理论推导和数值模拟。模拟结果发现对于引入不同吸收率或不同半径的光阑其Z扫描的灵敏度有着显著的改变。理论结果表明，改进的测量方法比普通top-hat Z扫描具有更高的灵敏度，并且通过模拟也容易发现，通过合理地配置吸收薄膜的半径（与限制光阑的相对大小）、吸收膜的透过率，灵敏度能够提高2.5倍以上。利用该方法从实验上研究了2CS的非线性特性，验证本方法提高灵敏度的可靠性。实验测量结果表明，与top-hat Z扫描的结果相比，本方法的灵敏度提高了2.5倍左右，与理论模拟的结论具有很好的一致性，验证了我们的方法提高测量灵敏度的可行性。因此我们可以通过合理的选择吸收膜与光阑的相对半径以及改变吸收膜的吸收率来提高Z扫描方法的测量灵敏度。