自从二十世纪量子力学被发现并迅速发展以来,人类对微观物理世界的认识一直在不断加强,再到后来激光器的发明和广泛使用,给物理学家提供了一种认识量子世界的介质,也正是在此基础上,量子光学作为一门独立的学科迅速发展起来。量子光学中一大问题就是对传输的激光中量子态的测量,由于量子力学的基本特性,对一个单独量子态的测量会不可逆地改变这个态,导致以一定的概率坍缩到它的本征态上,这无疑给"测量"这个大命题增加了不少难度。但是激光器可以给这个问题提供一个比较理想的答案,因为激光可以保证在不同时间点的光场处于同一量子态下,所以激光器可以提供大量相同的量子态样本,对这些相同量子态样本做测量,就可以近似地估计出这种量子态,量子态在量子光学里用一种准概率分布函数:Wigner函数表示,这种技术叫做量子态层析技术。本论文中介绍的是在量子态层析中非常常用的一类探测器:Homodyne探测器。基于Homodyne探测器的量子态层析首次在实验上被证实可行是在1993年,从此之后,Homodyne探测器技术飞速发展,被广泛应用于各种量子光学领域。它的每一次测量都可以得到一个待测量子态正交算符的测量值,大量相同条件下的测量就可以得到正交算符测量值的概率分布,再通过从0到π扫描信号光的相对相位就可以得到需要重构量子态的全部信息,最后利用这些概率分布就可以通过数值处理的方法逆向得到Wigner函数,现在应用最广泛的数值处理方法是最大似然重构法。论文中详细地描述了 Homodyne探测器从无到有的制作过程,包括光电二极管的选择、电路和印刷版设计等关键步骤,光电二极管的选择对Homodyne电路的工作性能起到至关重要的作用,只有在两个光电二极管响应接近于平衡时,才能得到最大化的共模抑制比,减少噪声对探测的影响。介绍了表征Homodyne探测器工作状态的两个主要的性能参数:共模抑制比和散粒噪声极限,并设计实验测试环境来对Homodyne探测器的性能参数做测试,最终我们的Homodyne探测器可以得到55dB的共模抑制比,可以正常工作在散粒噪声极限之上,这被认为是一个量子探测器的必备条件。介绍了量子探测器层析技术和基于雪崩光电二极管(APD)的弱Homodyne探测器,探测器层析技术是用来标定探测器响应的一种方法,可以用来描述和预测特定探测器对量子态的测量结果,它的目的是重构出探测器的一组POVM算符,弱Homodyne APD探测器是一种具有相位分辨能力的量子探测器。我们搭建实验环境对弱Homodyne APD探测器进行了探测器层析,在论文中详细介绍了进行探测器层析的实验过程和注意事项。