单光子探测技术是量子通信的重要技术之一,单光子探测器是量子雷达系统接收机的重要组成部分。本文主要阐述了单光子探测的基本原理以及常用的探测器件。并且在对单光子探测原理了解的基础上,设计了以APD为核心的可同时探测4路的单光子探测系统——APD线列单光子探测器。首先介绍APD线列单光子探测器的硬件设计。APD线列单光子探测器由探测器件、雪崩淬灭电路、温度控制电路、甄别与整形电路、直流偏置电源以及数字控制电路组成。工作在盖革模式下的雪崩光电二极管探测入射光子,然而在盖革模式下的雪崩光电二极管发生雪崩后不能自然停止,时间久了会烧毁APD,造成损失。淬灭电路通过快速降低APD两端的电压来主动抑制雪崩,从而提高了探测效率,降低错误计数。温度控制电路根据半导体制冷原理,使APD工作在低温环境下,提高系统性能,延长APD的使用寿命。甄别与整形电路区分噪声与信号,并将信号整形成为标准的TTL信号。直流偏置电源可以对每路APD的工作电压进行单独调节,从而使每路APD工作在盖革模式下。数字控制电路对多路光子同时计数并且能够单独控制每路的比较电压,保证系统的正常工作。其次介绍APD线列单光子探测器软件设计。软件设计包括下位机程序设计和上位机程序设计,通过串口互相通信,上位机可分别控制4个下位机,对其进行控制。并给出程序流程图以及相关代码。最后是对于整个系统的测试,输出雪崩信号波形和计数脉冲波形,测试实际电路的相关功能。