《光纤通信》课后的习题解答涵盖了多个关于光纤通信系统的核心知识点，主要包括：
1. 光纤的折射率(n)和数值孔径(NA)计算：
在光纤通信中，折射率是描述光在材料中传播速度的重要参数，数值孔径则决定了光纤的集光能力。例如，通过公式 `NA = sin(maxθ) = n2sin(i)` 可以计算出光纤的最大入射角和数值孔径，其中 `n` 是光纤内部的折射率，`i` 是光线与垂直轴之间的角度。
2. 光波长与模式截止频率(V-number)的关系：
模式截止频率 `V = (2πn₁D) / λ` 决定了光纤可以支持的传播模式数量，其中 `n₁` 是芯部折射率，`D` 是光纤直径，`λ` 是光波长。题目中提到了不同波长如1310nm和1550nm，这些常见的通信波长对传输距离和损耗有直接影响。
3. 光功率衰减计算：
光纤中的光功率随着传输距离增加而衰减，通常用分贝(dB)表示。衰减系数(`α`)与距离(`L`)的关系为 `P = P₀ * e^(-αL)`，其中 `P₀` 是初始功率，`P` 是经过距离`L`后的功率。题目中给出了不同波长下的衰减系数，如1300nm处0.6dB/km，1550nm处0.3dB/km，用于计算在特定距离上的功率损失。
4. 信道容量与带宽(Bandwidth)：
带宽决定了光纤能够传输的信息量，通常与数据速率(`Gbps`)有关。根据香农定理，信道容量 `C = B * log₂(1 + S/N)`，其中 `B` 是信道带宽，`S` 是信号功率，`N` 是噪声功率。题目中涉及了1MHz到100MHz的带宽范围，以及对应的光功率和损耗。
5. 光源与探测器性能：
题目中提到了LED（发光二极管）和APD（雪崩光电二极管）等光源和探测器的特性，如峰值发射功率、响应度（A/W）、暗电流（nA）等，这些都是衡量光源和探测器性能的关键指标。
6. 光子能量与半导体材料：
光子能量 `E = h * c / λ` 与光的波长相关，其中 `h` 是普朗克常数，`c` 是光速。题目中还涉及到半导体材料如GaAs的禁带宽度(`Eg`)，它影响了光电转换效率和器件的工作波长。
总结来说，这些习题覆盖了光纤通信的基础理论，包括光学性质、传输特性、信号处理、光源和探测器性能，以及光电子学的基本概念，是理解和掌握光纤通信系统设计与分析的重要基础。
