在近些年,近红外单光子探测器不仅为量子通信的发展做出了巨大的贡献,而且在激光雷达和生物光子学等领域有着广泛的应用。基于光纤通信技术的量子通信系统,对单光子探测器提出了技术要求,包括在通信波段内的高探测效率,低暗计数率,宽松的使用条件等。InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)以其高探测效率、成熟的制作工艺和易于集成的特点在多种单光子探测器中脱颖而出。InGaAs/InP APD单光子探测器,工作于盖革(Geiger Mode)模式下,在高速单光子探测系统中,一般引入门控信号动态改变APD的偏置状态,但是门控信号通过APD会产生尖峰噪声;而且其幅值远高于雪崩信号,导致雪崩信号被噪声掩盖而无法被探测出来。因此,InGaAs/In P单光子探测器急需解决的问题就是如何从尖峰噪声和各种背景噪声中有效地提取出雪崩信号,从而实现单光子信号的高速和高效率探测。为此,本论文基于InGaAs/InP APD初步研制出了基于正弦门控滤波技术的单光子探测器。同时,基于电容平衡技术,本文提出一种改进型方案,能够更好地消除尖峰噪声,并且有效地提高探测器的工作频率。此外,基于课题组研制的雪崩光电二极管,本文将外差技术应用于单光子探测器,提出了一种新型自淬灭单光子探测器方案,有效实现在无门控信号条件下的自淬灭效果。本论文的主要研究内容和创新点介绍如下:1.初步设计并制作了基于正弦门控滤波技术的单光子探测器,在-40℃,偏置电压为64 V条件下,暗计数为6.6×10-5/脉冲。本文提出一种基于电容平衡技术的改进型方案,能够更彻底地滤除尖峰噪声,有效地提高探测器工作频率。2.最后,基于课题组自行设计的雪崩光电二极管,本文提出了一种新型自淬灭单光子探测器方案,理论上能够实现无门控高性能单光子探测。