[pt] Neste trabalho são apresentados dois reflectômetros ópticos por contagem de fótons no domínio do tempo para o monitoramento de fibras ópticas. O primeiro foi projetado para obter faixas dinâmicas altas. Demonstrou-se a sua capacidade de sintonização no monitoramento de redes passivas WDM-PON durante o tráfego de dados. 32 dB de faixa dinâmica com 6 m de resolução foram atingidos. O segundo reflectômetro foi projetado para atingir resoluções ultra altas. As aplicações neste caso, além do monitoramento de uma rede TDM-PON de curto alcance, foram na caracterização de redes de Bragg dispersivas e na descrição e modelagem de um fenômeno não reportado antes na literatura, chamado nesta tese de reflexão por curvatura. Foi demonstrada uma resolução menor que 3 cm com faixa dinâmica maior que 14.0 dB. / [en] This thesis presents the development of two photon counting optical time domain reflectometers for fiber optic links monitoring. The first one was focused on high dynamic range. It is demonstrated its tunable capability for a WDM-PON in-service monitoring. 32 dB on dynamic range and a two-point resolution of 6 m is achieved. The second reflectometer was design to accomplish an ultra high resolution. The monitoring of a short TDM-PON is performed. Moreover, due to its high resolution, a chirped fiber Bragg grating is characterized and a non previous reported phenomena, the bend reflection, is shaped and described. It is demonstrated 3 cm two-point resolution and more than 14 dB on dynamic range.

[pt] Dois dispositivos de contagem de fótons únicos, sensíveis a comprimentos de onda no infravermelho próximo e médio, são propostos e experimentalmente investigados. Ambos utilizam uma técnica de dois estágios, composta de uma etapa inicial de conversão de freqüências em um cristal não-linear seguida de detecção por um fotodiodo avalanche de silício. Enquanto o primeiro projeto é voltado à detecção de fótons únicos a 1.55 μm para comunicações quânticas via fibra óptica, usando um processo intra-cavidade, o segundo projeto prevê o desenvolvimento de um contador de fótons operando a 4.65 μm para sistemas de espaço livre. Neste caso, um estudo de viabilidade para um sistema prático de criptografia quântica operando em um comprimento de onda no infravermelho médio é realizado. Os resultados mostram que, usando a tecnologia disponível na atualidade, tal sistema pode ser construído, embora sua utilidade se mostre restrita a enlaces possuindo certas condições meteorológicas específicas. / [en] Two single photon counting devices, operating at near- and mid-infrared wavelengths, are introduced and experimentally investigated. Both use a twostage technique, comprised of an initial frequency up-conversion procedure inside a nonlinear crystal followed by a silicon avalanche photodiode. Whereas the first project consists on detection of single photons at 1.55 ìm for fiber-optic-based quantum communications, using a cavity-enhanced procedure, the second project envisions the development of a single-photon counter operating at 4.65 ìm for free-space systems. In this case, a feasibility study for a practical quantum key distribution system operating in a mid-infrared wavelength is performed. The results show that, using present-day technology, such a system can be constructed, albeit its usefulness would be restricted to operation under very specific weather conditions.