アンプ内蔵形の光電センサの出力を直列に接続することはできますか？

直列接続はできません。
直列接続をご要望の場合は、センサコントローラ:形S3D2シリーズのAND動作での使用をご検討ください

●形S3D2の使用例

形S3D2シリーズは詳細仕様をご確認の上、ご選定ください。

なお、センサ2台をAND接続にすると、センサAがONした際にセンサBに電圧が供給されますが、センサBの突入電流がセンサAの出力に流れてしまいます。
センサAは、負荷短絡保護が働き、出力をOFFしてしまいますので、センサBには電源供給することができません。負荷短絡保護回路とは、過電流（定格負荷電流以上）が出力に流れると、その電流を検知して出力をOFFし、トランジスタを保護する回路です。