现代量子通信技术正在从高速光纤通信方式向星天地一体化全球覆盖方式发展，红外单光子探测器作为量子通信系统中的重要组成设备，需要超高精度地瞄准、捕获和探测，其性能指标需要进一步提高才能得到应用。目前量子信息技术中，最重要的是基础量子元器件、硬件系统及设备无关探测等，单光子探测器作为量子通信系统的关键器件之一，高速高可靠低成本是未来的发展趋势，需要进一步加强研究才能更好满足量子通信技术的需求。 本研究项目主要针对单光子探测器的探测效率、暗计数率和计数重复率等关键技术指标，研制出一种并行雪崩光电二极管阵列红外单光子探测系统，具有高速高可靠低成本等优点。该系统使用多个分立APD器件组成并行APD阵列结构将单光子信号转换成雪崩电信号，利用直流偏置电压电路使并行APD阵列工作于盖革模式，利用高速脉冲门控时序信号电路以及多通道光开关实现并行APD阵列的通道时序切换功能，解决了减小死时间提高计数重复率与降低后脉冲几率降低暗计数之间的矛盾，输出的雪崩电信号经过信号探测电路的低通滤波和宽带放大处理，本系统中还使用了脉冲门控低通滤波的信号处理方法，通过减小门控信号宽度、提高雪崩增益、抑制结电容微分效应产生的尖峰噪声等方法，提高了雪崩信号的信噪比，同时采用一系列优化的电子学检测方法，通过自适应动态调整甄别电平等方法，提高检测灵敏度，分析APD的最佳工作状态，通过减小死时间和降低后脉冲效应影响方法降低暗计数由信号模拟数字转换电路转换成数字信号，再由信号处理电路进行甄别探测和计数，最后输出各种类型的数字信号。并在此基础上完成了相关实验研究，测试结果表明，使用1.6GHz的脉冲门控信号频率进行测量，8通道的并行APD阵列结构的红外单光子探测系统的重复频率为1GHz，暗计数率为5.92×10-5，探测效率为10.0%。使用并行APD阵列结构的红外单光子探测系统可以大幅度减小死时间,有效克服后脉冲效应，提高单光子探测的工作频率和重复计数率，能满足未来百公里级以上的高速远距离光纤量子通信系统的需求。 在此基础上在光学精密工程核心期刊上发表了学术论文1篇，获得1项实用新型专利，申请了1项发明专利。 2100433B