微光探测在医疗诊断、生物分子科学、环境监测、军事侦察等领域发挥重要作用。近年来,基于载流子限制机制的量子点微光探测器,具有低工作电压、高灵敏度和室温工作等特点,成为微光探测领域研究的热点。本论文针对64元高灵敏度量子点光电探测器线列,在微光特性测试、微光读出和量子点微型光谱仪的应用方面做了以下研究：(1)研究量子点探测器的高灵敏度特性。通过优化电流测试方法,探测到0.01 pW微光辐照下的光电响应。在室温条件下,632.8 nm激光聚焦照射器件光敏元,0.01 pW光功率,器件工作在-0.5 V偏压条件下,响应电流1.2×10-8 A,电流响应率达到1.2×106A/W。77 K条件下,0.01 pW光功率,器件工作在-3V偏压条件下,响应电流5.69x10-7A,电流响应率达到5.69×107A/W。(2)在已有器件模型的基础上,提出了光电探测器等效电路拟合建模方法,仿真曲线与器件测试曲线吻合,可以灵活应用于读出设计。64元光电探测器与读出电路对接封装后,在室温条件下实现了0.01pW功率光信号读出。在-0.5 V器件偏压条件下,0.01pW激光聚焦照射器件光敏元,80.4μs积分时间,读出响应电压7mV,电压响应率达到7×1011V/W。(3)针对量子点探测器线列的非均匀性响应问题,提出了适用于量子点微型光谱仪的非均匀性响应校正方法,校正后的光谱曲线和科研级光谱仪的光谱曲线吻合较好。(4)基于分子超光谱成像系统,开展了量子点微型光谱仪和科研级CCD光谱仪采集的人血细胞、大鼠皮肤等生物样本的光谱数据对比,证明量子点微型光谱仪采集的微区透射率光谱曲线与标准样本吻合。(5)荧光溶液样品的光谱测试证明量子点微型光谱仪比热电制冷的科研级CCD光谱仪具有更高的灵敏度。