Portuguese Optical Ground Station

Este trabalho aborda a otimização do acoplamento entre feixes ópticos em espaço livre e fibras ópticas no âmbito da Estação Óptica Terrestre Portuguesa (OGS) com capacidades de QKD. O objetivo principal é maximizar a eficiência de acoplamento da luz proveniente do espaço para fibras ópticas, essencial para melhorar o desempenho das comunicações ópticas e sistemas de deteção. O estudo desenvolve um modelo teórico baseado no integral de sobreposição entre o feixe incidente e o modo fundamental da fibra, analisando o impacto de aberrações ópticas, geometrias de telescópios e turbulência atmosférica na eficiência de acoplamento. São considerados diferentes cenários, incluindo pupilas sem obstrução, pupilas com obstrução central e propagação de feixes Gaussianos, recorrendo também ao Zemax OpticStudio para otimização do mode matching. A influência da turbulência atmosférica é modelada através de polinómios de Zernike e estatísticas de Kolmogorov, permitindo simular condições realistas de propagação. Finalmente, o trabalho inclui uma componente experimental focada na caracterização de fibras fotónicas de núcleo oco (HC-PCF) e na validação prática da eficiência de acoplamento, contribuindo para o desenvolvimento de interfaces ópticas robustas entre sistemas de espaço livre e fibra óptica.