先进的探测技术在人类探索自然的进程中起着至关重要的作用。作为灵敏度达到量子极限的红外单光子探测,不仅对于未来长距离量子信息网络的构建具有重要的应用价值,同时也是很多红外物理技术领域,如:激光雷达、制导、传感等的核心技术。鉴于目前广泛使用的可见光波段和红外波段的单光子探测器在探测性能上的显著差异,引发了对红外单光子的跨波长探测的设想,并且该设想的可行性已经获得了理论和实验的证实。本文以实用的红外单光子探测为研究目的,围绕高效、稳定、灵敏三个主要技术目标,论述了我们对1.55μm和1.06μm两个重要而典型的红外波段单光子进行的上转换探测。1.讨论了用频率上转换方法实现红外单光子量子态转移的可行性以及达到完全量子态转移所需要的实验条件,包括泵浦光强度、相位匹配条件、空间重合条件等。2.以二极管泵浦的固体激光器为基础,利用单向激光腔内泵浦的方案实现了高效、稳定的1.55μm红外单光子上转换探测。探测效率达到了96%,而稳定性的标准误差仅为1.9%,并且在此基础上进行了可调谐频率上转换的实验探索。3.以更加便携、灵敏的高效单光子探测为目标,在1.55μm的锁模光纤激光器和掺铒光纤放大器的基础上,用脉冲泵浦的方案实现了1.06μm超灵敏的红外单光子上转换探测。由于使用了单光子能量低于信号光子能量的泵浦光源,探测灵敏度获得了极大的提高,得到了大于12000的信噪比。