单光子成像是一种基于量子物理机制的超高灵敏度光电探测成像技术。在弱光信号感知与探测，远距离三维成像、极限环境下成像等方面具有重要的科学意义和广泛的应用价值。通常，100万像素的商业相机需要采集十亿以上的光子才能拍出一副像样的照片，这相当于每个像素采集上千个光子。然而，很多科学研究都是在弱光环境下进行的，比如远距离遥感成像领域，生物显微成像、医学诊断领域等等。这类研究环境的光通量都非常小，采集时间也大有限制，想要采集上亿的光子是非常困难的。SPAD是一类高灵敏度的半导体光电检测器，广泛应用于弱光信号检测领域。SPAD阵列是单光子相机的关键部件，能够精确的检测并记录光子的时间和空间信息，通过对这些信息实施特定的图像二维、三维重构算法，就能得到场景的图像。