20世纪60年代发展起来的光子计数成像系统有极高的灵敏度,原理上可探测单个光子及其空间位置,因此能获取极弱的光子图像。随着微光像增强技术和微光成像器件的发展,光子计数成像技术近年来发展很快并日趋成熟,光子计数成像在军事、天文学、物理学、化学、生物学、量子电子学等领域得到了广泛应用。论文从光子计数成像技术的原理出发,研究了光子计数成像系统的发展,针对目前常用单光子探测器件：光电倍增管及电荷耦合器件的存在问题,选择工作于盖革模式下的雪崩光电二极管(APD)作为核心探测器,在深入了解APD的单光子探测机理、盖革模式下性能参数以及雪崩抑制电路种类和特点的基础上采用单探测器接收、二维扫描的方式构建光子计数成像系统。为控制APD光子计数成像系统各部分的工作及与计算机之问的数据互传,论文设计了基于FPGA的硬件电路板,包括通讯模块,二维导轨控制模块,照度调整模块等。采用VHDL语言描述FPGA的规划并实现硬件控制电路板的各模块功能。利用FPGA的锁相环实现数字化倍频技术以达到ns级的光脉冲捕获精度。通过FPGA内部计数器的设计,实现多个采样周期光子计数结果的累加输出。论文在APD光子计数成像系统的基础上对其参数进行了测试及标定,通过扫描成像实验证明了整套系统的光子计数成像能力。最后结合实验中发现的问题,给出了今后研究的方向和对于APD光子计数成像技术的研究展望。