单光子探测器是量子密钥分配系统中的关键器件。在光通信的红外波段，到目前为止的最好选择是吸收和倍增分区的InGaAs／InP雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode，APD)。这种APD必须工作于盖革模式来开发其极限灵敏度，门控技术是实现盖革模式的有效方法。用InGaAs／InP雪崩光电二极管进行单光子探测受到暗计数的影响较大，且光电子和热电子都会得到相同的放大。目前单光子探测器的量子效率仍然很低，影响单光子探测器的探测效率的主要因素为暗计数，是导致误码率的主要因素。红外探测器中，热噪声是探测器噪声和误码的主要来源。为了减小热噪声对暗计数的影响，我们采用制冷技术与门控技术相结合的方法。本论文总结分析了1550nm波长单光子探测器APD的结构、工作原理、噪声以及重要的特性参数等知识。分析了暗计数产生的来源及其对应减小暗计数的方法。针对现在利用帕尔贴效应给APD器件进行降温的方法，介绍并设计了红外单光子探测器的精密温度控制系统。本文共分五章：第一章：介绍了单光子探测技术在量子保密通信中的重要性和单光子探测器的现状及其发展；分析了温度控制技术在单光子探测上的重要性。。第二章：介绍了常用光辐射探测器，讨论了SAGM-APD的结构、工作原理、噪声、重要特性参数以及工作方式。第三章：分析了单光子探测器暗计数的主要来源，利用温控技术和门控技术相结合的方式来减小暗计数。采用ADN8831作为半导体制冷片的单片集成控制器来设计温度控制电路。第四章：运用设计的红外单光子探测器的精密温度控制系统来改变APD的工作温度。利用无源抑制技术研究APD的I-V特性。在不同温度下，分析和比较不同厂家、特定型号的APD的光电流、暗电流与偏置电压的关系，得出暗电流与雪崩电压都随着温度的降低而减小。第五章：工作总结与展望。