InGaAs/InP雪崩光电二极管（APD）体积小、功耗低、响应速度快，被广泛应用于近红外单光子检测。文中分析了APD雪崩及噪声信号的频谱分布特征，提出了正弦门控结合低通滤波级联方案，噪声抑制比超过40 dB, 实现了1~2 GHz高性能探测。当工作速率为1.5 GHz，探测效率设置为20.0%时，后脉冲概率为6.6%，暗计数率仅为6.7×10⁻⁷/gate。此外，集成了APD高速门控产生及延时调节模块，温度反馈稳定控制模块，实现了单光子探测器12 h稳定运行，计数标准差仅为1.0%。最后，为了更完整的描述探测器的量子特征，引入量子探测器层析技术进行标定，重新构建了其正值算符测度矩阵以及对应的Wigner函数，为其在量子通信、量子计算等量子信息技术的应用中提供支撑。

针对电弧焊接下钢板焊缝区小幅面测量时的环境光干扰、散斑脱落等问题，本文提出了一种基于窄通滤波、改进的数字图像相关法和高斯低通滤波技术等原理的非接触式变形测量方法。此方法用数字图像光学测量方法解决了接触式测量设备不耐高温的弊端；用哑光灰色高温胶、黑色高温漆配合制成有效的耐高温散斑。为减小环境光的干扰，在硬件方面安装可滤黄光的窄通滤波片；在算法方面，在数字图像相关法匹配公式中引入两个光补偿系数；结合高斯低通滤波技术对强光区域进行高频去噪，通过增量插值测试得到最佳的滤波截止频率，并对滤波后的图像进行定位移对比实验，验证了高斯低通滤波能有效提高数字图像相关法的匹配精度。本文所提测量方法通过两组实验进行对比，首先与普通处理的实验测量结果对比，匹配过程稳定且云图质量较好。其次与已验证过精度的大幅面实验结果对比，所选两点的测量精度最低为1%，具有较高的匹配精度。最终测出焊缝中心线的最大位移为1.23 mm。从对比实验结果可知：本文测量方法能够有效对小幅面高温焊缝图像进行测量与匹配分析，且理论上精度更高。