超导纳米线单光子探测器(SNSPDs)具有探测效率高、暗计数率低、时域抖动小、光子计数率高等优点。但是,探测效率和时域特性之间存在相互制约的关系。为了使器件同时具备探测效率高、时域抖动小、响应速度快的优点,天津大学研究小组提出了集成电流库的SNSPD。本论文针对集成电流库的SNSPD在时域特性和器件效率特性两方面开展理论和实验的研究工作。在时域特性方面,利用热电模型仿真器件特性,理论仿真表明:集成电流库的SNSPD能够放大输出脉冲,提高脉冲上升沿斜率,降低响应恢复时间。实验上,验证了电流库的脉冲放大作用,实现了一种无需射频放大器的超导纳米线单光子探测器系统。与未集成电流库的SNSPD相比,集成的电流库将SNSPD(10μm×10μm)的时域抖动从122 ps降低至85 ps,响应恢复时间从11.6 ns降低至9.4 ns。在器件效率方面,理论仿真了缺陷对不同宽度纳米线临界电流的影响,理论仿真表明:集成电流库的SNSPD和超导纳米线雪崩探测器(N-SNAP)相比,缺陷对器件的临界电流的影响较小。实验实现了集成300 nm宽电流库,光敏区线宽为100 nm,大小为15μm×15μm的器件,器件效率达到44.7%。与之相比,目前已报道的能够实现相似脉冲放大功能的4-SNAP最高器件效率约为20%。