暗物质是当今粒子天体物理研究的热点。大量的天文观测表明宇宙中大部分的质量存在于不可见的的暗物质中。暗物质的热门候选者是弱作用重粒子(Weakly interacting massive particle,简称WIMP),其中超对称理论中的neutralino是目前认为最有可能的WIMP粒子。WIMP粒子可以自湮灭,以很小的截面产生单能光子,如果探测到了这种单能光子,将是暗物质探测的决定性信号。　　 本文首先研究了暗物质湮灭到单能光子在银心区域和全天区观测下的探测可行性,并比较了不同探测器性能指标对探测灵敏度的影响,以及对不同观测天区的选择策略。为了探测暗物质湮灭的单能光子,需要一个基于电磁量能器的空间探测器。在可行性研究的基础上,本文对多种探测器设计进行了研究,以寻找在有限资源下最佳的探测器设计方案。在目前的条件下,采用厚度为20个辐射长度的扁平式钨-闪烁体夹层量能器,以及方块单元反符合探测器和锂玻璃中子探测器,可以得到较好的探测器性能,探测器能量分辨率好于2％,角度分辨好于0.5゜,电子误判率10-4,质子误判率采用三个子探测器分别可以达到10-3、10—4和10-3,探测器视场约65゜,量能器边长1米的设计下探测器几何因子可以达到约3m2sr。最后,为了测试设计方案的可行性,使用部分探测器候选元件和材料制作了探测器单元,并进行了性能测试。