本发明提供一种自由运行单光子探测器及读出电路包括：单光子探测阵列、不少于两个的雪崩读出甄别电路、低噪声直流偏置电路、死时间计时电路及不少于两个的偏压放大电路；单光子探测阵列，包括不少于两个的负反馈雪崩光电二极管，多支负反馈雪崩光电二极管的尾纤密排为尾纤阵列；雪崩读出甄别电路通过电容与负反馈雪崩光电二极管的阴极连接，雪崩读出甄别电路的输出端连接偏压放大电路，偏压放大电路的输出端与负反馈雪崩光电二极管阳极连接；死时间计时电路连接雪崩读出甄别电路的输出端；低噪声直流偏置电路，其通过高阻值电阻与每支负反馈雪崩光电二极管的阴极连接。解决单光子探测器阵列计数率低、噪声高、集成度低的技术问题。