平衡探测技术由光外差技术演变而来,具有光外差探测技术灵敏度高、抗干扰能力强的优点,另外,平衡探测技术还具有高信噪比、高参考光利用率的独特优势。这些优点使平衡探测技术自提出以来,就迅速引起众多科研人员的关注与研究,并被广泛的应用到光学探测系统中。本文首先介绍了前人对平衡探测技术的研究成果,然后推导了直接探测、光外差探测和平衡探测技术的输出光电流,并对各自的优势进行了分析。介绍了电压模式电路和跨阻放大电路两种电流-电压转换电路,推导了两种电路带宽和增益。分析了平衡探测器中散粒噪声、热噪声和相对强度噪声的特性,推导了平衡探测器的信噪比表达式。随后,本文分析了将平衡探测器用于DVS系统中,输出噪声较大的问题,结合平衡探测器中噪声的特性,从电学角度上提出了使用差分电路处理中频信号和根据信号带宽针对性的调整探测器输出带宽两种优化噪声的方案。制作了用于DVS系统的平衡探测器,验证了平衡探测相对于单源探测的优势。实验数据表明,这两种方案均能改善平衡探测器的输出噪声,相比于使用单端放大电路、具有40MHz带宽的平衡探测器,使用全差分放大电路、信号带宽减小至15MHz时的平衡探测器的整体噪声幅度下降了14mV,相当于整体噪声强度下降了38.8%。这些工作对于优化外差接收系统的性能具有一定的参考价值。