自由空间光通信中的大气激光通信的通信链路为大气信道,而大气信道由于受到天气变化的影响而不稳定,有时恶劣的天气会导致光接收端的信号很微弱,甚至达到光子级别,所以起初大气激光通信只能是作为短距离间的通信和应急的通信手段,但随着半导体工艺的发展,产生了能够探测到光子级信号的单光子探测器,便解决了接收端的信号探测问题,因而人们开始致力于研究单光子探测器的通信性能。本文通过分析和蒙特卡洛仿真,研究了单光子探测器及其阵列在门控和自由运行两种工作模式下,分别探测经过NRZ-OOK、RZ-OOK和M-PPM三种不同调制后的信号所得的误码率。本文先是从微弱光信号探测技术出发,比较不同探测技术的通信指数优劣,引出本文对采用单光子探测器及其阵列探测微弱光信号得到的通信误码率的研究。介绍了单光子探测器的工作原理、种类、相关参数等,这些理论工作为后续研究单光子探测器的通信误码率提供理论基础。接下来本文先是研究工作于门控模式下的单光子探测器及其阵列的通信误码率。对于采用单光子探测器探测的情况,在现已有的NRZ-OOK调制下的误码率理论基础上,分别讨论了RZ-OOK和M-PPM调制下的误码率,在RZ-OOK调制下又讨论了门宽时间与信号比特时间之间的关系对误码率的影响。对于采用单光子探测器阵列探测的情况,在现已有的NRZ-OOK和M-PPM调制下的误码率理论基础上,讨论了RZ-OOK调制下的误码率,同时得出当阵列阵元数为1时验证了单光子探测器下OOK和M-PPM调制下的误码率分析是正确的。最后本文研究工作于自由运行模式下的单光子探测器及其阵列的通信误码率。对于采用单光子探测器探测的情况,在现已有的NRZ-OOK和BPPM调制下的误码率理论基础上,分别讨论了RZ-OOK和M-PPM调制下的误码率。对于采用单光子探测器阵列探测的情况,在现已有的NRZ-OOK调制下的误码率理论基础上,讨论了RZ-OOK和M-PPM调制下的误码率。