《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。 99=~vNn
《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。 cfIC( d
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。 l e/j!
p~ w] ~\
第一部分 语言篇 'gf[Wjb,%
第1章MATLAB语言概述3 cACIy yQ
1.1MATLAB简介3 [^"*I.Z_
1.1.1MATLAB的发展历程3 A)U"F&tvm
1.1.2MATLAB的主要特点3 n#">k%bD
1.2MATLAB的系统组成4 YmC}q20;
1.2.1MATLAB开发环境4 G n2{C%
1.2.2MATLAB数学函数库5 F'K >@y
1.2.3MATLAB语言5 30sJ"hF9
1.2.4MATLAB图形处理系统5
V#ELn[k
1.2.5MATLAB程序接口5 VEgtN }
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 JR] 2Ray
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 =>
(g_\
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 dL0Q8d\^T
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 7ui<2(W@0
1.4.1菜单和工具栏9
e}uK"dl(
1.4.2命令行窗口10 `]5qIKopL
1.4.3工作区11 *p(_="J,
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 p7|I>8ur.
1.5.1帮助窗口11 > Z+*tq
1.5.2帮助命令12 64u(X^i
1.5.3演示系统（Demos）13
o
]*yI[\
1.5.4帮助系统导航浏览器13 pq)
=
1.5.5远程帮助系统14 ;U(]#pW!t
1.6MATLAB的基本操作命令14 )E.AY
1.6.1通用命令和编辑键14 nq!=9r
1.6.2文件管理15 eke [{%L
1.7MATLAB使用初步16 HgY@M
习题16 \ *t\=4
第2章MATLAB的基本语法17 ,!{8@*!=s
2.1数据类型17 ZH
Q?{"
2.1.1数值类型17 .+9*5
2.1.2字符串17 ??/b I~Sd
2.1.3逻辑类型19 q1VKoKb6\:
2.1.4元胞数组20 +v
B}E
2.1.5构架数组21 3
`_/h' ~
2.1.6函数句柄（function）21 qra XAQ
2.2变量22 'U X^]
2.2.1变量命名的规则22 B!+c74
2.2.2变量的赋值22 6,=Z4>
2.2.3MATLAB变量的显示23 gCg hWg{S
2.2.4MATLAB变量的存取24 D/E5&6
2.3数组及向量运算24 |m-N5$\IC
2.3.1数组和向量的创建24 WR #XPbk
2.3.2数组的寻址27 .eN"s'
2.3.3数组的运算27 &oMEz 0
2.3.4向量运算29 % G!!0V!
2.4矩阵及其运算30 V(TtOuv
2.4.1矩阵的创建30 *)Pm
2.4.2矩阵的运算31 WHC/'kvF
2.4.3矩阵的常用函数运算33 EGD{n E
2.5多项式及其运算34 u{4P)DIQ
2.5.1多项式的构造34 c^w^'<
2.5.2多项式的运算34 7g*!6-W[
2.5.3多项式拟合36 FsqH:I4O
2.6符号运算37 Zz} o t
2.6.1基本符号对象37 x@Gg fH<l
2.6.2符号表达式38 /kGWd9ujF
2.6.3符号表达式的运算38 t`6]eRR
2.6.4常用的符号运算39 (3N/DY1/
2.7MATLAB绘图40 Z RjM^
d;
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Q9cSrU [$
2.7.2二维绘图41 tpS gbGzp
2.7.3图形修饰43 )cH\i91
2.7.4三维绘图46 XgxO:"B
2.7.5特殊图形48 p.:| Z-W$
2.7.6四维图形50 N #v[ YO`.
2.8MATLAB程序设计51 yq.@-]ytZ
2.8.1M文件编辑器51 "7sv@I_j
2.8.2命令文件53 @|(cr: (=H
2.8.3函数文件53 qq!ZYWy2
2.8.4M文件的规则54 _EMX x4J
2.8.5全局变量与局部变量54 R_j.k3r4d
2.8.6程序流控制55 wbWC &X.
2.8.7程序设计举例58 SXsszb:_
2.8.8程序设计的基本原则60 !
#Pn_e
习题60 > 4ex5
参考文献62 E#P#{_BR^
x6K_!L*Fx]
第二部分 应用篇 +\+j/sa
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 !Mw/j `*
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 6 KGT?d
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 D<v<
:
3.1.2电矢量垂直入射面66 3sV$#l P
3.1.3菲涅耳公式66 o x SSEs
3.2光的干涉68 ;*rGZ?%*
3.2.1波的叠加原理68 7s%D(;W_Mo
3.2.2光波的干涉71 X#T|.mC dC
3.2.3杨氏干涉实验71 Jm , :6T
3.2.4牛顿环74 @~gPZm
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 8T"L'{ggWB
3.3光的衍射79 X(Af`KOg[
3.3.1光的衍射现象79 y= { k7
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 O=}w 1]
3.3.3光栅衍射83 C+\z$/q
3.4光的偏振84 ^%*qe5J
3.4.1光波的偏振态84 A23K!a2u&
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Hva!6vwO%O
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Yjo$vQi
3.5.1平凸透镜光线追迹87 UK
OhsE
参考文献90 P [aE3Felk
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 )* %uG{h
4.1信息光学函数91 e3n^$'/\r
4.1.1矩形函数91 iM!V4Wih6
4.1.2阶跃函数93 )Fd)YJVR
4.1.3符号函数94 EE09 Er %\
4.1.4sinc函数94 ] ,AtR1k
4.1.5高斯函数95 4 +qo=i
4.2傅里叶变换97 x=0Ak'1M
4.3卷积定理99 q h bagw~
4.4傅里叶透镜的仿真101 _&(Wz0
4.5计算全息103 dDiy_Q6
4.5.1全息透镜103 PU ea`rE?R
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 <O)
if^
参考文献107 E_& ;.hw
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 @/aJi6d"^E
5.1图像及数字图像简介108 9Cd=^Im5
5.1.1索引图像108 no\G
>#
5.1.2RGB图像109 L m$K R!z
5.1.3二值图像109 >mQD/U
5.1.4灰度图像109 jB -A d8
5.2数字图像的读取、显示及输出110 %Lx#7bR U
5.2.1图像的读取110 GQ
Flt_
5.2.2图像的显示110 ) cgNf]oy
5.2.3图像的输出112 j}lne^ h
5.2.4添加颜色条112 tZ) ,Z<
5.3图像类型的转化113 k=t{o
5.3.1dither函数113 QBmARQ
5.3.2gray2ind函数114 c&#Q`m
5.3.3im2bw函数115 hRKJKQ@7
5.3.4rgb2gray函数116 6I~M8Lo ;
5.3.5rgb2ind函数116 u YFy4E3
5.4图像的代数操作117 X$%[%q8qg
5.4.1图像的相加117 .4 NcaMj
5.4.2图像的相减119 5a 6d3u/
5.4.3图像的相乘121 K\}qY dPF
5.4.4图像的相除121 0I)eYksh
5.5图像的对比度增强123 REc90v2"
5.5.1线性变换123 fZs}u<3Q)
5.5.2非线性变换123 NxH%%>o>
5.6图像的锐化124 rf/ ]VAK
5.6.1边界提取和锐化124 *` -
5.6.2锐化滤波器125 (eT9N_W
5.7图像的边缘检测127 !K.)Qr9 V
5.7.1边缘检测算子127 ).Z
U0fV
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 ,~ =+]9t
5.8基于灰度的图像分割131 UM1h[#?&V)
5.9图像的膨胀与腐蚀134 \Pfm>$Ib=
5.9.1膨胀和腐蚀134 j0cB#M44
5.9.2结构元素134 $W;r S7b
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 gT fA]
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 KVC18"|f
参考文献136 Zz|et206
Y qKQm+G
第三部分 实例篇 4fL>Ou[YuX
第6章课程设计综合实例139 6[ Mu3.T
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 u~t% GIg
6.1.1设计目的139 mg3YKHNG
6.1.2设计任务及具体要求139 'cN3Vv k
6.1.3基本原理概述139 fob.?ID-;
6.1.4设计方案及验证140 % Q93n {?
参考文献148 G`v(4`tA
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 2j^8{Agz
6.2.1设计目的148 /z1-4:^`A[
6.2.2设计任务及要求148 %B>> J%
6.2.3设计原理概述149 uq!d8{IMu
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Urm(A9|N
参考文献154 /u'V>=D;f
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 = b3<}]
6.3.1设计目的154 fQf d1=4
6.3.2设计任务及要求155 P1q nU
6.3.3设计原理概述155 #9(iu S+BU
6.3.4MATLAB仿真实现155 jjoyMg95
参考文献160 c=B! \J<1
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 {us #(4O
6.4.1设计目的161 I~M@v59C
6.4.2设计任务及要求161 s9b + uUt%
6.4.3设计原理概述161 `g'9)Xf4KT
6.4.4设计实现163 D<4 cpH
参考文献169 F PAj}as
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 DoE N`K\U
6.5.1设计目的169 GZiN&}5e
6.5.2设计任务及要求169 yD^Q&1
6.5.3设计原理概述169 U7xQ 5lph
6.5.4设计实现171 y $>U[^G[
参考文献178 #"JtH"pF
6.6基于MATLAB的相关识别178 }@A{'q5y
6.6.1设计目的178 35#"]l"
6.6.2设计任务及要求178 y(6*)~Dh
6.6.3设计原理概述178 )K 0rPnYV
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 kSqMI'89
参考文献183 -[A=\]Rf J
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ftqeiZ
2
6.7.1设计目的183 hLSas#B>
6.7.2设计任务及要求183 ~hQTxLp
6.7.3设计原理概述183 -H](2}
6.7.4设计实现185 WD' [|s\
参考文献187 LeXkl=CC
6.8基于MATLAB的激光束合成187 4q`e<!MP)q
6.8.1设计目的187 KZsJ_t++!W
6.8.2设计任务及要求188 lT- LOu|
6.8.3设计原理概述188 ARJ} h
6.8.4设计实现188 "xMnD(p
参考文献193 8(GJz ~y
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ,a@jg&Mb]
6.9.1设计目的194 $mDlS
6.9.2设计任务及要求194 vt2A/9_Z%
6.9.3设计原理概述194 } |? W
6.9.4设计实现197 2 u^/y l
参考文献200 a*UxRi 8
6.10基于MATLAB的人脸识别200 /U,;]^
6.10.1设计目的200 4wx _@8
6.10.2设计任务及具体要求201 %1PNP<3r0
6.10.3基本原理概述201 j |:{ B
6.10.4设计方案及验证201 8s<t*
pI2
6.10.5结论208 hT$/ B|
参考文献208
