对光信号的测量主要包括模拟记录技术和光子计数技术，而光子计数技术在弱信号探测时有着更高的信噪比，在此基础上发展而来的时间相关单光子计数技术(Time-correlated single photon counting, TCSPC)较光子计数技术有更高的灵敏度、更好的稳定性、更高的时间分辨率，在近代物理领域、化学领域、生物领域等方面均获得了广泛应用。多通道时间相关单光子计数技术不仅具有时间相关单光子计数技术的所有优点，并且有更高的实验效率；由于各通道可以同时测量光信号不同位置的信息，因此可以得到的测量结果更全面。本文通过学习TCSPC技术的原理，分析各模块在实验中的功能，了解国内外的研究进展和他们的实验条件。搭建了单通道TCSPC系统和多通道TCSPC系统，并在以上系统上完成了相关实验。本文所用单通道TCSPC系统较本实验室之前所用的TCSPC实验系统有更高的测量精度。在多通道TCSPC系统上完成了单目标激光测距实验和多目标激光测距实验。实验发现，多通道TCSPC系统不仅具有TCSPC系统的测量精度，并且具有更高的实验效率，节约了探测时间。多目标探测实验中，各个方向的距离是同时测量得到的，保证了各个目标测量结果的实验条件是完全相同的，利于各个目标之间的比较，这一特性在成像时显得十分重要。搭建了测量染料荧光寿命的多通道TCSPC实验系统。同时测量了若丹明590固体染料在540nm激光激发产生的562nm和567.5nm两个波长处的荧光寿命。多通道TCSPC实验系统各通道信号测量的同步性更利于全面的研究染料的荧光寿命。