《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》结合光学类课程的特点，主要介绍MATLAB在“光学原理”、“信息光学”、“光电图像处理”等课程中的应用.本书在结构上包括三个部分，共6章.第一部分为语言篇，包括第1章和第2章，是MATLAB基础部分，主要介绍MATLAB语言的基本语法、计算功能、编程基本方法和绘图功能.第二部分为应用篇，包括第3~5章，讲述MATLAB在光学类课程中的应用.其中，第3章介绍了MATLAB在光学原理课程中的应用；第4章介绍了MATLAB在信息光学课程中的应用；第5章介绍了MATLAB在光电图像处理课程中的应用.第三部分为课程设计综合实例，包括第6章，演示了光学实践教学中MATLAB系统仿真的应用。 }jWg&<5+z
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 w&VDe( :~
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 .~rg#*]^
#(+V&< K
第一部分 语言篇 /"~UGn]R
第1章MATLAB语言概述3 @ uQ *$
1.1MATLAB简介3 '`W6U]7>
1.1.1MATLAB的发展历程3 psz0q|
1.1.2MATLAB的主要特点3 ]\}MSo3
1.2MATLAB的系统组成4 mWn0"1C
1.2.1MATLAB开发环境4 eC6wrpZO
1.2.2MATLAB数学函数库5 7<B- 2g
1.2.3MATLAB语言5 d1
kE)R
1.2.4MATLAB图形处理系统5 QX=x^(M$m
1.2.5MATLAB程序接口5 c"1Z,M;G
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 m] -cRf)9
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 BD^1V(
I/
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 tAY{+N]f
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 $ye>;Ek
1.4.1菜单和工具栏9 &rX#A@=
1.4.2命令行窗口10 b8vZ^8tBV
1.4.3工作区11 &" J;
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 fd>&RbUp
1.5.1帮助窗口11 rQ U6*f
1.5.2帮助命令12 cKoW 5e|u
1.5.3演示系统（Demos）13 k{UeY[,jb
1.5.4帮助系统导航浏览器13 L2~'Z'q
1.5.5远程帮助系统14 r=54@`O!
1.6MATLAB的基本操作命令14 n%4/@M
1.6.1通用命令和编辑键14 uaU2D-ft"
1.6.2文件管理15 & "hEKIqL
1.7MATLAB使用初步16 '!,(G3
习题16 6f
?,v5
第2章MATLAB的基本语法17 Aq3\Q>klH)
2.1数据类型17 K( d+t\ca
2.1.1数值类型17 ae]6F_Qtc*
2.1.2字符串17 "h7Dye
2.1.3逻辑类型19 J1~E*t^
2.1.4元胞数组20 \^RKb-6n
2.1.5构架数组21 Ud e ?[6
2.1.6函数句柄（function）21 ZrZ DyXL
2.2变量22 lCl5#L9
2.2.1变量命名的规则22 u*,>$(-u
2.2.2变量的赋值22 |d *a~T0
2.2.3MATLAB变量的显示23 & 0WQF
2.2.4MATLAB变量的存取24 %2g<zdab
2.3数组及向量运算24 > TBXT+
2.3.1数组和向量的创建24 W\;|mEEu
2.3.2数组的寻址27 >!a- "
2.3.3数组的运算27 (K84J*;
2.3.4向量运算29
/7:+.#Ag`
2.4矩阵及其运算30 dl6U]v=
2.4.1矩阵的创建30 h,]VWG
2.4.2矩阵的运算31 ?h%Jb^#9
2.4.3矩阵的常用函数运算33 `M 'tuQ
M
2.5多项式及其运算34 g=@d!]Z~[
2.5.1多项式的构造34 ~!8j,Bqs+z
2.5.2多项式的运算34 b.@4yW
2.5.3多项式拟合36 v:yU+s|kN
2.6符号运算37 {+E]c:{
2.6.1基本符号对象37 $/;K<*O$
2.6.2符号表达式38 &r4|WM/ec
2.6.3符号表达式的运算38 =|ODa/2 p
2.6.4常用的符号运算39 dr: x0>
2.7MATLAB绘图40 hd~#I<8;2
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Dd pcov
2.7.2二维绘图41 GJ r mK
2.7.3图形修饰43 2Ki _d
2.7.4三维绘图46 "#E<Leh'
2.7.5特殊图形48 2bG3&G
2.7.6四维图形50 cGgfCF^`
2.8MATLAB程序设计51 }_XiRm<
2.8.1M文件编辑器51 -$[&{ .B.
2.8.2命令文件53 Rk3
bZvj3
2.8.3函数文件53 Bps%>P~.
2.8.4M文件的规则54 M>p<1`t-&
2.8.5全局变量与局部变量54 z06,$OYz
2.8.6程序流控制55 M.- {->
2.8.7程序设计举例58 bHv "!
2.8.8程序设计的基本原则60 4Zwbu
习题60 uMZ~[S z
参考文献62 $KGMAg/H
eDZ8F^0
第二部分 应用篇 k/wD@H N
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 S, AxrQc
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Q a )+Tv
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 'A7!@hVy
3.1.2电矢量垂直入射面66 :1j8!R5
3.1.3菲涅耳公式66 K xX [8
3.2光的干涉68
c2M
3.2.1波的叠加原理68 #[ {{&sN
3.2.2光波的干涉71 9Sxr9FLW~
3.2.3杨氏干涉实验71 m.Zy$SDj(
3.2.4牛顿环74 nJN -U+)u
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 K!&W} _@l
3.3光的衍射79 'lA} E
3.3.1光的衍射现象79 ?o ;ip
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 bt) C+|i
3.3.3光栅衍射83 fc*>ky.v
3.4光的偏振84 `5?0y XK
3.4.1光波的偏振态84 :kR> wX
3.4.2光波的偏振态的仿真85 2lpPN[~d
3.5平行光束通过透镜聚焦87 / GO -
3.5.1平凸透镜光线追迹87 H%vfRl3rB
参考文献90 ?pW 1}: z
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 7! >0
4.1信息光学函数91 ,^?g\&f(
4.1.1矩形函数91
)Ri!
4.1.2阶跃函数93 MrHJ)x"hy
4.1.3符号函数94 &Uam4'B6-
4.1.4sinc函数94 6T$=(I <4
4.1.5高斯函数95 g D 6S%O
4.2傅里叶变换97 B <SE|~\2
4.3卷积定理99 @@o J@;
4.4傅里叶透镜的仿真101 r89A X{:
4.5计算全息103 !~vK[G(R
4.5.1全息透镜103 (uvQ/!
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 MT~^wI0a
参考文献107 #s~;ss ,
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 u @Ze@N%
5.1图像及数字图像简介108 %jjPs .
5.1.1索引图像108 fY&TI}Y
5.1.2RGB图像109 xA
Ez1
5.1.3二值图像109 ]%A> swCpn
5.1.4灰度图像109 ^5E9p@d"J
5.2数字图像的读取、显示及输出110 gvR ]"h
5.2.1图像的读取110 Gf"TI:xa
5.2.2图像的显示110 DSwb8q
5.2.3图像的输出112 fG'~@'P~
5.2.4添加颜色条112 L=#NUNiXr
5.3图像类型的转化113 P$U" y/
5.3.1dither函数113 {nwoJ'- V
5.3.2gray2ind函数114 (U &
5.3.3im2bw函数115 X=# us7W}
5.3.4rgb2gray函数116 &NBH' Rt
5.3.5rgb2ind函数116 ?) y}HF
5.4图像的代数操作117 %N-aLw\
5.4.1图像的相加117 u$R5Q{H_
5.4.2图像的相减119 ]Kq<U%x$
5.4.3图像的相乘121 9PKXQp
5.4.4图像的相除121 b$DiDm
5.5图像的对比度增强123 ;<garDf
5.5.1线性变换123 ?\8aT "o
5.5.2非线性变换123 oY^I|F EOz
5.6图像的锐化124 |2l-s 1|y
5.6.1边界提取和锐化124 .h meP
MK
5.6.2锐化滤波器125 id:,\iJ
5.7图像的边缘检测127 >} * W$i
5.7.1边缘检测算子127 Nb$0pc1J<
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 D-/6RVq0m
5.8基于灰度的图像分割131 A8& @Vxdz
5.9图像的膨胀与腐蚀134 ,}IcQu'O
5.9.1膨胀和腐蚀134 q?7''xk7
5.9.2结构元素134 sR9$=91`
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 u9f ^wn
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 zU ! {_Ao9
参考文献136
<)TIj6
Em&3g
第三部分 实例篇 73X*|g[O
第6章课程设计综合实例139 ?sQg{1"Z r
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 <}WSYK,zUY
6.1.1设计目的139 9 wR D=a
6.1.2设计任务及具体要求139 @]n8*n
6.1.3基本原理概述139 1!^BcrG .
6.1.4设计方案及验证140 t M"vIz 05
参考文献148 j:cu;6|
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 #-YbZ
6.2.1设计目的148 01@ WU1IN
6.2.2设计任务及要求148 "J,|),Yd
6.2.3设计原理概述149 R_G2C@y*
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Z~SAlh T
参考文献154 @\F7nhSfa
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 6k0Awcr
6.3.1设计目的154 oA5Qk3b:
6.3.2设计任务及要求155 N>3{!K>/Y:
6.3.3设计原理概述155 c<_1o!68
6.3.4MATLAB仿真实现155 BaIpX< $T
参考文献160 O;4S<N
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 fwt+$`n
6.4.1设计目的161 qGag{E5!
6.4.2设计任务及要求161 1 0zM8<bl
6.4.3设计原理概述161 oU1N>,
6.4.4设计实现163 fASklcQ
参考文献169 ;sA
5&a>!
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 5( #z)T
6.5.1设计目的169 fV4eGIR&
6.5.2设计任务及要求169 G0: <#?<5
6.5.3设计原理概述169 Uot(3p!S6
6.5.4设计实现171 M#2<|VUW,
参考文献178 JGq9RB]D$
6.6基于MATLAB的相关识别178 "n3n-Y#'
6.6.1设计目的178 R{brf6,
6.6.2设计任务及要求178 )X #$G?|Hn
6.6.3设计原理概述178 pD P*
3
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 0KExB{ K
参考文献183 x s6 !NY
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 S~ckIN]
6.7.1设计目的183 ) 5`^@zx
6.7.2设计任务及要求183 -GL.8" c[
6.7.3设计原理概述183 @QJPcF"
6.7.4设计实现185 ;(E]mbV'=
参考文献187 W"/,<xHuh
6.8基于MATLAB的激光束合成187 }:?_/$};
6.8.1设计目的187 FFwu$S6e
6.8.2设计任务及要求188 4%v-)HGh
6.8.3设计原理概述188
_JpTHpqu
6.8.4设计实现188 (Ms #)E
参考文献193 #?M[Q:
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 t:.X=/ 02
6.9.1设计目的194 :ldI1*@i<
6.9.2设计任务及要求194 JvT#Fxj k
6.9.3设计原理概述194 y\6C9%.
6.9.4设计实现197 =*(_sW6;
参考文献200 9@ h-q(-
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ,uO?f1
6.10.1设计目的200 Ki :98a$
6.10.2设计任务及具体要求201 5=<fJXf5y
6.10.3基本原理概述201 J=t}N+:F`b
6.10.4设计方案及验证201 *bcemH8f
6.10.5结论208 5?#AS#TD'
参考文献208
