极微弱目标的成像探测技术是当今世界一项新的研究领域。随着生物医学、空间探测以及环境辐射检测技术的发展，对微弱光的检测要求越来越高，而由于极微弱目标无法使用传统的探测技术得到图像，特别是当光微弱到单个光子发射时，一般的弱光成像器件更是不能满足技术的需求，因而单光子成像探测技术已成为当前国际科技界一个研究热点。单光子探测技术，是利用光电效应，对入射的单个光子进行计数，在信号强度仅为几个光子能量级的条件下，实现对极微弱目标信号的探测。本论文在对单光子探测技术的基本原理进行分析的基础上，对单光子探测器件的猝灭方式也提出了改进。内容安排如下：首先，对单光子探测技术做了介绍，阐述了它的发展现状。讨论了单光子探测技术的工作原理、探测器件以及它的应用。其次，详细介绍了用于单光子探测的器件APD，讨论了APD的制备材料、结构，以及应用中探测效率的计算。根据不同的应用，要选择不同的核心器件，本文还讨论了如何选取合适的APD。再次，详细介绍了盖革模式下APD的工作机理，内部电场分布，载流子的运动，以及盖革模式下它的各种特性，如它的响应度及量子效率、暗计数、雪崩平均增益、信噪比、过剩噪声等。接下来，本论文提出了一种基于时间延迟的主动猝灭方式。本文首先详细地分析了几种现有的猝灭方式的工作原理，如被动猝灭方式、主动猝灭方式、门控模式和混合模式；结合这些猝灭方式的优缺点，本论文提出一种新的猝灭方式，利用放大器和比较器本身的延迟时间，反馈至APD控制其猝灭，文章详细地分析它的工作原理，并进行电路设计，实验测量，结果表明，这种新的猝灭方式大大减小了死时间和恢复时间；最后，本论文对基于新的猝灭方式的系统进行了理论分析。最后，对提出的新的猝灭方式进行试验验证，阐述了实验目的和系统构成；APD是非常特殊的光电器件，要求电源稳定性极好，为此本论文设计了基于LM2577和LT1032的直流偏压源，并进行实验验证，结果表明设计的直流偏压源结构简单，输出电压纹波很小，只有8mV，而且电压连续可调，适用于APD单光子探测；本章还分析了系统的信号提取电路和计时电路，将获得的实验数据进行分析，绘制数据曲线。