单光子探测技术是超灵敏光信号检测的诸多技术之一,在物理学、化学、生物学等学科以及工程应用领域有着十分广泛的应用。近年来,随着量子信息科学的兴起以及超灵敏光谱学的发展,单光子探测器技术在其中扮演着越来越重要的作用。在众多波段的单光子探测技术当中,近红外单光子探测技术由于其应用的广泛性和重要性引起了更多的关注,尤其是在具有重要应用价值的量子保密通信系统中,通信波段的近红外单光子探测器作为核心器件,直接决定了系统的通信距离、成码率和误码率;同时近红外单光子探测器在激光测距,灵敏红外光谱检测方面也有着重要的应用。因此如何提高单光子探测器的工作频率、量子效率和信噪比成为现阶段众多学科和领域的热门课题。本文的主要工作是研究基于InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)的近红外单光子探测技术,并提出完整的单光子探测器的设计方案;不仅利用电容平衡噪声技术设计了产品化的单光子探测器SPD3,还发展了最新的自差分平衡技术,大幅提高噪声抑制比例,设计并制作了新一代的近红外高速单光子探测器,使工作频率提高到200MHz,不断探索单光子探测器的性能极限。