随着科学技术的进步,光电检测技术发展迅速,在国防、工业等领域得到广泛应用。依据检测方式分类,光电检测可分为直接检测和相干检测。相干检测技术由于能够检测频率、相位、幅度等信息,因此受到了众多研究人员的重视。相干检测又可以根据信号光和本振光频率的差值分为零差探测和外差探测,其中零差探测能够有效的对压缩态和相干态等非经典光场进行测量,在微弱光信号探测领域具有重要应用价值。国内外已有众多研究机构开展零差探测器的自研工作,目前的设计难点在于同时兼顾散粒噪声比电噪声数值与带宽,散粒噪声比电噪声数值较大的零差探测器带宽普遍不高,因此能够应用到中频领域的零差探测器寥寥无几。由于探测灵敏度及增益的不足,经典相干光通信中的接收机同样无法应用于中频领域的微弱光信号零差探测。针对以上问题,本文设计并制作了一款应用于中频领域的微弱光信号低噪声零差探测器,主要工作如下:1、提出了一种采用射频放大芯片与混频电路级联的低噪声零差探测器的设计方案。通过构建放大电路的等效噪声模型对零差探测器的输出总噪声进行粗略估计,根据噪声计算结果进行电路结构和PCB版图的优化工作,满足低电噪声的设计需求。通过使用多级射频放大芯片级联的电路结构,使得零差探测器拥有高增益和高散粒噪声比电噪声,然后搭建微调电路实现放大电路的输出端与混频电路输入端的阻抗匹配。2、设计了低噪声零差探测器的性能测试方案,并在微弱光信号的条件下对制作完成的低噪声零差探测器进行了性能测试,对测试结果作了详细分析。最终制作完成的低噪声零差探测器放大电路部分的带宽为300MHz～800MHz,通过混频电路实现下变频功能之后的整体带宽达到270MHz。零差探测器增益高达87dB,电噪声谱密度仅为500(?),且当光功率为9mW时,零差探测器散粒噪声比电噪声的数值能够达到14.9dB。所设计的低噪声零差探测器的带宽及散粒噪声比电噪声等性能均已达到业内领先水平,能够满足中频领域的微弱光信号零差探测需求。