量子光学实验中,要实现对光场散粒噪声、及其非经典特性(压缩或纠缠)的有效测量,光电探测器必须具备低电子学噪声和高灵敏度的特性。尤其是光场Bell态探测中,注入到探测器的1064nm光场的功率约为501μW量级,对应的散粒噪声非常微弱。为了实现对光场非经典特性的有效测量,实验上要求：在分析频率2MHz处,探测到的散粒噪声必须大于电子学噪声10dB及以上,才能忽略电子学噪声对测量结果的影响。因此,设计出低电子学噪声、高增益的光场Bell态探测器,一直是量子光学实验的重要研究内容。本研究论文在介绍了光电检测机理、高信噪比光电探测方式、如何降低光电探测器的电子学噪声、如何提高探测器的增益等基本原理的基础上,设计获得了低电子学噪声、高增益的光场Bell态探测器。注入的1064nm光场的功率为51μW时,增益性能达到同类型探测器的最好水平,满足了光场Bell态的测量需求。本论文的主要内容与创新点如下：1.基于光电探测电路的SPICE模型,定量分析、仿真了低噪声、高增益光电探测器的性能；2.通过对低噪声电路的研究,分析出：只有降低跨阻抗放大器(TIA)的输入噪声电压和输入电容,才能实现对光场散粒噪声的高信噪比探测；3.设计的光场Bell态探测器,巧妙利用了场效应管对光电二极管的自举效应,在分析频率2MHz处,电子学噪声降低了8.8dB；4.设计的光场Bell态探测器的各项参数,满足了目前的实验需求：入射的1064nm激光的功率为511.μW时,散粒噪声高于电子学噪声13dB@2MHz,为同类探测器最高水平。入射光功率在12.5μW到1.52mW时,探测器线性响应于入射光功率,测量带宽可达5MHz。