雪崩光电二极管具有极高的内增益和超高的探测灵敏度,被广泛应用于微弱光环境下的目标探测和隐藏目标的快速识别,成为近年来发展迅速的新型光电探测器。读出电路是连接单光子探测器和后续电路的接口电路,设计一个与单光子阵列探测器相匹配的高速读出电路,能够大大提高单光子探测系统的工作效率。本文针对中小规模阵列探测器读出电路淬灭速度慢、死区时间长、测距精度低等问题,在深入研究雪崩光电二极管阵列探测器工作原理的基础上,设计了一款适用于8×8雪崩光电二极管阵列探测器的读出电路,并通过单光子激光测距实验对该读出电路的功能进行了验证。本文首先阐述了单光子探测原理,重点分析了基于雪崩光电二极管的单光子激光测距系统工作原理和性能指标,为之后的读出电路系统设计提供理论依据。随后根据雪崩光电二极管工作原理,明确读出电路系统参数,完成读出电路系统架构设计和工作时序设计。接着对读出电路系统中的主要功能模块:淬灭电路、时间-数字转换电路和温度控制电路进行设计和仿真。最后,搭建单光子激光测距系统实验平台,对本文中所设计的读出电路进行验证。本文所设计的读出电路缩短了GM-APD阵列探测器的淬灭时间和死区时间,提高了单光子激光测距系统探测效率,为后续CMOS全集成探测焦平的设计和大规模阵列探测器读出电路的研究提供了理论依据。