红外单光子探测系统是量子密钥分配系统中的重要组成部分，目前国产单光子探测系统严重依赖进口元件，为了实现完全国产化，本文研制了一种基于国产元器件的红外单光子探测系统，并对探测系统进行了测试，测试结果表明能够满足国产量子通信系统需求。本文是工程硕士论文，主要工作在企业中完成，论文中的内容已经按照企业要求做了处理。
　　本文研制的单光子探测系统分为硬件部分和软件部分，硬件部分以雪崩二极管作为核心器件，包括门控信号模块、偏置电压模块、小信号处理模块、温控模块、单片机模块以及电源模块。使用InGaAs/InP雪崩二极管，雪崩二极管工作时在阴极加载偏置电压，由于器件的差异，相同温度下不同二极管的击穿电压不一样，导致偏置电压也不同，为了满足不同二极管的不同偏置电压要求以及调整二极管工作效率的要求，偏置电压设计成可调的。为了减小温度对雪崩二极管产生的不良影响，温控模块采用半导体制冷器使雪崩二极管工作在较低温度下，抑制雪崩二极管的暗电流和暗计数。雪崩二极管持续工作在盖革模式下容易损坏，通过门控信号模块输出的电压来切换雪崩二极管的工作模式，延长二极管的使用寿命。小信号处理模块滤除尖峰噪声，提取雪崩信号，实现雪崩信号的甄别探测。单片机模块用于控制其它模块并进行通讯。
　　在软件中，包括下位机程序和上位机程序，两者之间串行通讯。下位机程序包括初始化、看门狗、定时器、内部DAC、串行通讯、内部ADC、外部ADC、PID等相关程序，下位机上电以后，运行初始化程序，从单片机内部FLASH中读取运行参数，进入循环，在循环中检测和调整偏置电压及温度，在中断函数中处理串行通讯。
　　在完成了硬件和软件的调试以后，测试了红外单光子探测系统的整体性能，验证了探测效率、暗计数率、后脉冲率以及系统稳定性。实验结果表明，本文设计的红外单光子探测系统达到了预期的设计指标。与文献中的红外单光子探测系统相比，本文研制的红外单光子探测系统不仅实现了国产化，并应用到量子通信网络的工程中。