《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。 t@1e9uR
《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。 c h<Fi%)
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。 0K 'lr;
J p.Sow
第一部分 语言篇 kx 'ncxN~
第1章MATLAB语言概述3 4:8#&eF
1.1MATLAB简介3 J.:"yK""
1.1.1MATLAB的发展历程3
/I
1.1.2MATLAB的主要特点3 y U Q;t TI
1.2MATLAB的系统组成4 kwdmw_
1.2.1MATLAB开发环境4 #lQbMuR
1.2.2MATLAB数学函数库5 !arcQ:T@G
1.2.3MATLAB语言5 -[s*R% w
1.2.4MATLAB图形处理系统5 j-ugsV`2=*
1.2.5MATLAB程序接口5 [UquI "
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 -8qLshQ
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 8Uvf9 ,I'
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 %4 cUa| =?
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 @QtJ/("&WC
1.4.1菜单和工具栏9 EuqmA7s8A
1.4.2命令行窗口10 c6s*u %+},
1.4.3工作区11 r_]wa
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 VG+Yhm<SL
1.5.1帮助窗口11 ?V#%^ 57p
1.5.2帮助命令12 m^h"VH,
1.5.3演示系统（Demos）13 3 S:}fPR
1.5.4帮助系统导航浏览器13 B4R!V!Z*
1.5.5远程帮助系统14 uJMF\G=nb
1.6MATLAB的基本操作命令14 Kwf rh?
1.6.1通用命令和编辑键14 ?)1h.K1}M
1.6.2文件管理15 " j3Yu4_ks
1.7MATLAB使用初步16 *%'4.He7V
习题16 Q<zL;AJ
第2章MATLAB的基本语法17 N7%J y?-+
2.1数据类型17 9x&,`95O
2.1.1数值类型17 N{iBVl
2.1.2字符串17 *-Y77p7u
2.1.3逻辑类型19 <8!mmOK1
2.1.4元胞数组20 ][ :6En}
2.1.5构架数组21 WE4:Jy
2.1.6函数句柄（function）21 M{zzXE[@
2.2变量22 `8\pihww
2.2.1变量命名的规则22 jfl7L"2
2.2.2变量的赋值22 W<yh{u&,
2.2.3MATLAB变量的显示23 ZP*Hx
%U
2.2.4MATLAB变量的存取24 ' rHkJ
2.3数组及向量运算24 ~MyP4x/
2.3.1数组和向量的创建24 ' /b,3:
2.3.2数组的寻址27 Xgd!i}6Q
2.3.3数组的运算27 XYWG X;.=
2.3.4向量运算29 zrU0YHmt
2.4矩阵及其运算30 :^3MN
2.4.1矩阵的创建30 Vfp{7I$#6"
2.4.2矩阵的运算31 Mc~(S$FU$
2.4.3矩阵的常用函数运算33 9fvy)kX;s
2.5多项式及其运算34 (p68Qe%OuG
2.5.1多项式的构造34 ,\[&%ph
2.5.2多项式的运算34 0Apdhwk~
2.5.3多项式拟合36 ,y,NVF
2.6符号运算37 HV&N(;@
2.6.1基本符号对象37 ( E&}SI~
2.6.2符号表达式38 ; _of'
2.6.3符号表达式的运算38 9Z6] ];8E
2.6.4常用的符号运算39 Ne@Iv)g?
2.7MATLAB绘图40 +kH*Bh Sj
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 f'aUo|^ ?
2.7.2二维绘图41 "X>Z!>
2.7.3图形修饰43 ! s?vj
<
2.7.4三维绘图46 L/<^uO1
2.7.5特殊图形48 el.;T*Wn
2.7.6四维图形50 KK a"Ba$g
2.8MATLAB程序设计51 Q)C#)|S
2.8.1M文件编辑器51 "Hg .pDNZ
2.8.2命令文件53 '_g8fz
3
2.8.3函数文件53 W4QVWn %3
2.8.4M文件的规则54
qeBfE
2.8.5全局变量与局部变量54 QSAz:Yvf|
2.8.6程序流控制55 8 ]dhNA5
2.8.7程序设计举例58 *@dRL3c^=
2.8.8程序设计的基本原则60 "xa<Q%hk
习题60 aoc o'BR F
参考文献62 '+Gt+Gq+
1*[h$Z&H?
第二部分 应用篇 u\ytiGO*
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 $9+}$lpPd
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 6t *pV
[
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 (".`#909
3.1.2电矢量垂直入射面66 `;*Wt9
3.1.3菲涅耳公式66 8K] fw{-$L
3.2光的干涉68 #|GP]`YT
3.2.1波的叠加原理68 4.|]R8Mn
3.2.2光波的干涉71 SvAz9>N4
3.2.3杨氏干涉实验71 be$wG O=Ts
3.2.4牛顿环74 "|]'\4UdzQ
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 PX(.bP2^Lq
3.3光的衍射79 e8a_)TU?
3.3.1光的衍射现象79 C=h$8Q
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 vXR-#MS`}
3.3.3光栅衍射83 3 {\b/NL$
3.4光的偏振84 vE>J@g2#
3.4.1光波的偏振态84 1G =1FGvP
3.4.2光波的偏振态的仿真85 d\3L.5]X
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Aw;~b&.U{_
3.5.1平凸透镜光线追迹87 hc"+6 xc
参考文献90 x!{5.#
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 -F /"W
4.1信息光学函数91 37v! :xF!
4.1.1矩形函数91 z(:0@ 5
4.1.2阶跃函数93 FdKp@&O+1
4.1.3符号函数94 & *B@qQ
4.1.4sinc函数94 WT;=K0W6&
4.1.5高斯函数95 .*r ?zDV
4.2傅里叶变换97 cnnlEw/&
4.3卷积定理99 zM|d9TS
4.4傅里叶透镜的仿真101 S?D|"#-,
4.5计算全息103 X'TQtI
4.5.1全息透镜103 T3@wNAAU
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 <[Q#}/$"
参考文献107 T6Z 2 #
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 R K Fz6t
5.1图像及数字图像简介108 %Fa/82:- "
5.1.1索引图像108 q+19EJ(
5.1.2RGB图像109 ^Gq4Yr
5.1.3二值图像109 hW~,Uqy
5.1.4灰度图像109 ]\v'1m"
5.2数字图像的读取、显示及输出110 -=&r}/&
5.2.1图像的读取110 lV?rC z
5.2.2图像的显示110 T8Gx oNm
5.2.3图像的输出112 SJ6lI66OX
5.2.4添加颜色条112 |<\o%89AM
5.3图像类型的转化113 sw[1T_S>
5.3.1dither函数113 6m_Y%&
5.3.2gray2ind函数114 ' aBX>M
5.3.3im2bw函数115 H2BD 5
5.3.4rgb2gray函数116 ^cZF#%k
5.3.5rgb2ind函数116 %ErL L@e
5.4图像的代数操作117 `l9Pk\X[
5.4.1图像的相加117 I? G
m
5.4.2图像的相减119 !l?Go<^*L
5.4.3图像的相乘121 05g U~6AF
5.4.4图像的相除121 vd|PTHV_
5.5图像的对比度增强123 >DBaKLu\
5.5.1线性变换123 c_~)#F%P
5.5.2非线性变换123 L~ "~C(g
5.6图像的锐化124 _ "&b%!
5.6.1边界提取和锐化124 |P$t LOrG
5.6.2锐化滤波器125 Uq<c+4)5
5.7图像的边缘检测127 D?44:'x+-
5.7.1边缘检测算子127 p(8H[L4Y
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 f>s3Q\+
5.8基于灰度的图像分割131 i~@e}=
5.9图像的膨胀与腐蚀134 "diF$Lj
5.9.1膨胀和腐蚀134 e 4b`C>>
5.9.2结构元素134 4`o_r%
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Gw:8-bxS
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ^Y8?iC<+
参考文献136
\U(qv(T
v?,_SVgAi
第三部分 实例篇 y#F( xm+L
第6章课程设计综合实例139 p[4KN(PyK
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 !X$e;V"HX
6.1.1设计目的139 hk 3}}jc
6.1.2设计任务及具体要求139 Z*tB=
6.1.3基本原理概述139 e%uPZ >'q
6.1.4设计方案及验证140 |a%&7-;
参考文献148 (TM1(<j
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ;+'x_'a
6.2.1设计目的148 =H%c/Jty
6.2.2设计任务及要求148 wS-D"\4/
6.2.3设计原理概述149 ]R32dI8N
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 #f0J .) M
参考文献154 %D< =6suW
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 5 < wIJ5t
6.3.1设计目的154 y2;uG2IS_g
6.3.2设计任务及要求155 Qh<_/X?
6.3.3设计原理概述155 LX[<Wh_X(
6.3.4MATLAB仿真实现155 %JeT,{
参考文献160 V|e9G,z~A
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 = +% QfuK
6.4.1设计目的161 {U?/u93~
6.4.2设计任务及要求161 [~m@'/
6.4.3设计原理概述161 1v)ur\>R
6.4.4设计实现163 rV*9 =
参考文献169 kG@~;*;l
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 I(y:Td
6.5.1设计目的169 2kzm(K
6.5.2设计任务及要求169 b-ZC~#?|b
6.5.3设计原理概述169 ;|*o^9q
6.5.4设计实现171 VRQ'sn@
参考文献178 xTiC[<j
6.6基于MATLAB的相关识别178 z2*>5 c%
6.6.1设计目的178 B*!{LjXV
6.6.2设计任务及要求178 {Z%4P g
6.6.3设计原理概述178 %MG bIMpY
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 d#xi_L!
参考文献183 5V5Nx(31i
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 aqJ>l }{
6.7.1设计目的183 Mhp6,JL
6.7.2设计任务及要求183 -X BD WV
6.7.3设计原理概述183 gg
$/
6.7.4设计实现185 +NWhvs
参考文献187 vncLB&@ 7
6.8基于MATLAB的激光束合成187 Q{-T;T
6.8.1设计目的187 8 :B(}Y 4K
6.8.2设计任务及要求188 &v9*D`7L
6.8.3设计原理概述188 uv,&/ ,;S
6.8.4设计实现188 "=8= G
参考文献193 _]zm02|
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 6/e+=W2
6.9.1设计目的194 ;U$Fz~rJ
6.9.2设计任务及要求194 3"afrA
6.9.3设计原理概述194 s[6y|{&ze
6.9.4设计实现197 }\Kki
参考文献200 o+Cd\D69S
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Q #!|h:K
6.10.1设计目的200 :+ Ti^FF`w
6.10.2设计任务及具体要求201 <g9@iUOI
6.10.3基本原理概述201 [C_Dv-d
6.10.4设计方案及验证201 "A? &`}%
6.10.5结论208 .YOC|\
参考文献208
