《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。 :$k1I-^ R
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 DbLo{mFEIj
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 JVku SIR >
XHj%U
第一部分 语言篇 s>I]_W)Pt
第1章MATLAB语言概述3 ^)Awjj9
1.1MATLAB简介3 YTZ :D/
1.1.1MATLAB的发展历程3 aJf3rHX
1.1.2MATLAB的主要特点3 vA!IcDP"
1.2MATLAB的系统组成4 % J9u?-~
1.2.1MATLAB开发环境4 m BFNg3_
1.2.2MATLAB数学函数库5 JDZuT#
1.2.3MATLAB语言5 " "m-5PGYo
1.2.4MATLAB图形处理系统5 *#b
e
1.2.5MATLAB程序接口5 BJb,
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 3N-
'{c6]U
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 q4w]9b /
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 MD;Z UAX<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 &g&,~ Y/z;
1.4.1菜单和工具栏9 .Z'NH
wCy
1.4.2命令行窗口10 ,$ /Ld76U
1.4.3工作区11 )W
p7e51
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 p7-\a1P3
1.5.1帮助窗口11 3IQI={:k|D
1.5.2帮助命令12 xWXLk )A
1.5.3演示系统（Demos）13 &
[@)Er=
1.5.4帮助系统导航浏览器13 <=GZm}/]N
1.5.5远程帮助系统14 8.. | -<w
1.6MATLAB的基本操作命令14 <uB)u>3
1.6.1通用命令和编辑键14 BKtb@o~(
1.6.2文件管理15 U)Hc 7%
e
1.7MATLAB使用初步16 Vm\zLWNB
习题16 ZCj1Cz]"l<
第2章MATLAB的基本语法17 n
nAtXVy
2.1数据类型17 ]? H12xz
2.1.1数值类型17 Q"~% T@e
2.1.2字符串17 a u+Jz_$)
2.1.3逻辑类型19 XXn3K BIf
2.1.4元胞数组20 >I5Wf /$
2.1.5构架数组21 tmq?h%O>
2.1.6函数句柄（function）21 $%\6"P/64
2.2变量22 &.DRAD)
2.2.1变量命名的规则22 `<d.I%}
2.2.2变量的赋值22 kN1R8| pv
2.2.3MATLAB变量的显示23 \1joW#
2.2.4MATLAB变量的存取24 D
C/X |f
2.3数组及向量运算24 "Y L ^j~A
2.3.1数组和向量的创建24 e,p*R?Y{[
2.3.2数组的寻址27 [ !#Db a#
2.3.3数组的运算27 u28$ V]
2.3.4向量运算29 Pk yX,mr#1
2.4矩阵及其运算30 ~Yg) 8
2.4.1矩阵的创建30 9#P~cW?
2.4.2矩阵的运算31 >'q]ypA 1
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ?2da6v,t
2.5多项式及其运算34 R|8L'H+1x
2.5.1多项式的构造34 UakVmVN/P
2.5.2多项式的运算34 syg{qtBz^
2.5.3多项式拟合36 1ow,'FztPt
2.6符号运算37 N}%AU m/L
2.6.1基本符号对象37 K)
2.6.2符号表达式38 8%u |[Si;
2.6.3符号表达式的运算38 /{hT3ncb
2.6.4常用的符号运算39 Ewr2popK
2.7MATLAB绘图40 b3[[ Ah-
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 oY0b8=[
2.7.2二维绘图41 $dKf UlO
2.7.3图形修饰43 ]zyT_}&
2.7.4三维绘图46 N".BC|r
2.7.5特殊图形48 " ]G'^
2.7.6四维图形50 mMl len
2.8MATLAB程序设计51 dtY8>klI
2.8.1M文件编辑器51 `3ha~+Goo!
2.8.2命令文件53 zF^H*H
2.8.3函数文件53 KG(FA
2.8.4M文件的规则54 BN jMq
2.8.5全局变量与局部变量54 F%$ q]J[
2.8.6程序流控制55 qS! Lt3+
2.8.7程序设计举例58 /KC^x= Xv:
2.8.8程序设计的基本原则60 Mx6
yk,
习题60 QnB WZUI
参考文献62 4Ol1T(J#
Ru#p Jb(R
第二部分 应用篇 m D% qDKI
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 [Q8Wy/o
Q
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 +{ =U!}3|
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 >f Hu
3.1.2电矢量垂直入射面66 !m~r 0M7
3.1.3菲涅耳公式66 *2-b&PQR{
3.2光的干涉68
+ug2p;<B
3.2.1波的叠加原理68 HU/4K7e`
3.2.2光波的干涉71 hG~.Sc:G
3.2.3杨氏干涉实验71 J5jI/P
3.2.4牛顿环74 X6Z/xb@
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 }z/%b<o_
3.3光的衍射79 =to.Oa RR
3.3.1光的衍射现象79 {na>)qzKP
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 W f8@ B#^{
3.3.3光栅衍射83 Ws0)B8y,|
3.4光的偏振84 zi`q([
3.4.1光波的偏振态84 AU)\ lyB
3.4.2光波的偏振态的仿真85 :oW 16m1`
3.5平行光束通过透镜聚焦87 1>\ V>g9
3.5.1平凸透镜光线追迹87 /m p !%j~
参考文献90 @> $qb|j
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 2 f%+ 1uU
4.1信息光学函数91 > #&2 5 ,Q
4.1.1矩形函数91 n05GM.|* s
4.1.2阶跃函数93 NpM;vO
4.1.3符号函数94 KwaxNb5
4.1.4sinc函数94 0S>L0qp
4.1.5高斯函数95 YR/I<m`]}
4.2傅里叶变换97 sl@>GbnS
4.3卷积定理99 o/ a2n<4
4.4傅里叶透镜的仿真101 )sK53O$
4.5计算全息103 wBw(T1VN
4.5.1全息透镜103 *'H\ `@L
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 / 3hY[#e
参考文献107 Z*b l J5YC
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 |N6 .:K[`
5.1图像及数字图像简介108 ;<T,W[3J
5.1.1索引图像108 #/H2 p`5
5.1.2RGB图像109 ' e!W Zvr
5.1.3二值图像109 h$9ut@I
5.1.4灰度图像109 =a+
} 6
5.2数字图像的读取、显示及输出110 :eL[nyQr
5.2.1图像的读取110 fyT|xI`iD
5.2.2图像的显示110 Vh=U/{Rp1
5.2.3图像的输出112 >L "+8N6
5.2.4添加颜色条112 ]LxE#R5V
5.3图像类型的转化113 qgfP6W$
5.3.1dither函数113 '`<Fys&:
5.3.2gray2ind函数114 4bw4!z9G
5.3.3im2bw函数115 pJ1 \ @G
5.3.4rgb2gray函数116 p {ZyC
5.3.5rgb2ind函数116 ,UVu.RjXN
5.4图像的代数操作117 %LmsywPPp
5.4.1图像的相加117 g2==`f!i
5.4.2图像的相减119 -(lP8Y~gFY
5.4.3图像的相乘121 x3U>5F@
5.4.4图像的相除121 +03/A`PKrB
5.5图像的对比度增强123 o+XQ Mg
5.5.1线性变换123 'xnI N u
5.5.2非线性变换123 +C,/BuG
5.6图像的锐化124 z>y# ^f)r
5.6.1边界提取和锐化124 ?>V >6cDQ
5.6.2锐化滤波器125 ^\`a-l^
5.7图像的边缘检测127 a %kvC#B
5.7.1边缘检测算子127 z6B#F<h
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 (G{S* +
5.8基于灰度的图像分割131 D{y7[#$h$
5.9图像的膨胀与腐蚀134 #M'V%^x P
5.9.1膨胀和腐蚀134 l.g.O>1
5.9.2结构元素134 Y}2Sr-@u
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 zv/dj04>
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 a(?)r[=
参考文献136 uH'? I kx"
CDuA2e
第三部分 实例篇 }hg2}g99
第6章课程设计综合实例139 xqY'-Hom
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 t18j2P>`
6.1.1设计目的139 ^ "=G=* /
6.1.2设计任务及具体要求139 C'gv#!Q
6.1.3基本原理概述139 /5L\:eX%
6.1.4设计方案及验证140 J}8p}8eF,
参考文献148 -K8F$\W
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 2T(+VeMQ=
6.2.1设计目的148 |nLq 4.
6.2.2设计任务及要求148
f.aa@>
6.2.3设计原理概述149 Oi^cs=}
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Pn.Deo Hme
参考文献154 j[w=pF, o
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 !=*8*? @
6.3.1设计目的154 Q_iN/F
6.3.2设计任务及要求155 .b<W*4{j0H
6.3.3设计原理概述155 _&s pMf
6.3.4MATLAB仿真实现155 : WQlpL n
参考文献160 J#i7'9g
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 ln8NcAEx
6.4.1设计目的161 6dz^%Ub
6.4.2设计任务及要求161 emrA!<w!W
6.4.3设计原理概述161 \SO)|M>. a
6.4.4设计实现163 \~Z%}$ =
参考文献169 -oUNK}>
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 mDbTOtD
6.5.1设计目的169 m]fU V8U
6.5.2设计任务及要求169 ,tyPZR_
6.5.3设计原理概述169 +'olC^?5 }
6.5.4设计实现171 M1#CB
参考文献178 !'BXc%`x[
6.6基于MATLAB的相关识别178 RU6c 8>"
6.6.1设计目的178 > 3(,s^
6.6.2设计任务及要求178 U{pg
y#/
6.6.3设计原理概述178 #Cu$y8~as
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 qS!N\p~>
参考文献183 PO6yE r
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 )b 2 O!p
6.7.1设计目的183 m$v >r\*X
6.7.2设计任务及要求183 4`: POu&
6.7.3设计原理概述183 tQN rDp+
6.7.4设计实现185 5 * YvgB;
参考文献187 "gm5 DE
6.8基于MATLAB的激光束合成187 em0 Y' J
6.8.1设计目的187 /JC1o&z_T
6.8.2设计任务及要求188 a9{NAyl<oo
6.8.3设计原理概述188 /w5*R5B{
6.8.4设计实现188 p0zC(v 0*
参考文献193 {y6h(@I8\
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 &V (6N%A^U
6.9.1设计目的194 ` W~
6.9.2设计任务及要求194 Y \B6c^E)
6.9.3设计原理概述194 qT5"r488
6.9.4设计实现197 I{[Z
参考文献200 Udn Rsp9S
6.10基于MATLAB的人脸识别200 KZZ Y 9
6.10.1设计目的200 HZ Wt >f
6.10.2设计任务及具体要求201 _FE uQ9E
6.10.3基本原理概述201 T7.SjR6X>
6.10.4设计方案及验证201 N5sVRL" 7
6.10.5结论208 2Zuo).2a.
参考文献208
