光子计数探测是微弱光学辐射探测和超快速成像研究的关键技术。利用工作于盖革模式的雪崩光电二极管（APD）结合适当的驱动熄灭电路和NI-PCI高速图像数据采集卡构成实验系统硬件框架，通过Labview和VC＋＋混合编程实现系统的数据采集处理程序和显示界面，设计建立了一套光子计数探测与成像实验装置，详细介绍了实施方案。该实验装置实现了光子计数脉冲信号的探测、处理与显示，为微弱光学辐射信号的探测与超快速成像研究提供了实验平台。

光电探测器是影响激光测高仪探测性能的重要器件。为了使探测器性能保持最佳状态，采用了近似算法进行分析。该算法使用近似分布函数来模拟探测器的输出，推导出虚警率与阈值门限和倍增因子三者之间的函数关系，找出虚警率、阈值和增益之间的最佳结合点。实验表明，根据该方法设计的激光测高仪探测器接收电路，可使探测概率和回波信噪比有显著提高。这一结果对激光测高仪目标特性的回波分析和地形地貌3维轮廓重建有很大帮助。

在SPAD等效电路的基础上建立了简单实用的SPICE电路模型，并对SPAD四种基本的工作电路结构（被动淬灭、主动淬灭、门控模式和电容淬灭）进行了细致的仿真分析。仿真结果清晰的反映了四种电路各自的特性和优缺点，以及SPAD器件寄生参数对于电路性能的影响，得到了与实验基本一致结果。该电路模型可以直接应用于后续信号读出电路及前置放大电路系统的仿真设计，调节电路参数，优化电路性能，从而节省后续电路设计与制作的时间。