随着信息时代的到来,传统密码学的安全问题越来越让人们担忧,因其具有被破译的风险,无法保证信息绝对安全的传输。量子密码术因为其无条件保证通信安全性的优势,受到人们越来越多的关注。而作为量子密码术中必不可少的器件——单光子探测器,其性能的优劣对量子通信系统的传输码率、误码率和传输距离有很大影响,因而单光子探测技术的研究对于量子通信系统具有举足轻重的作用。本文首先介绍了量子密码术通信协议及其关键器件,而后对单光子探测器的探测原理进行了具体研究,并对单光子探测器的三种淬灭模式进行了对比分析。然后提出了基于时序控制的单光子探测器淬灭电路。电路包括直流偏压源模块、信号提取模块、制冷模块以及时序控制模块。直流偏压源模块在88~250V之间调节,可为APD提供所需的大电压以及快速增加的电流;信号提取模块包括前置放大电路以及比较器,前置放大电路采用跨阻放大器,其噪声小、频带宽,能够无失真的对信号进行放大,比较器采用TLV3501芯片,传输延迟小,能够快速的提取APD的雪崩信号;制冷模块利用帕尔贴对APD进行制冷,并通过FPGA控制帕尔贴的输出功率,能够灵活的对APD工作温度进行控制;时序控制模块利用FPGA对单光子探测器的淬灭时间以及恢复时间进行精确控制。最终完成了单光子探测器的设计。最后搭建了单光子探测器的实验系统,并对各项单光子探测器的性能指标进行了测试,包括对单光子探测器在不同温度下的暗计数和探测效率的测试。通过暗计数与探测效率的测试,找出能够让单光子探测器发挥最佳性能的反偏电压。然后对暗计数的稳定性以及时间分辨率进行了测试。