《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。 uH{o JSrK
《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。 ~a$h\F'6
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 Cer&VMrQK
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第一部分 语言篇 !jWE^@P/B
第1章MATLAB语言概述3 )4#YS$B$@)
1.1MATLAB简介3 )L/0X40<.
1.1.1MATLAB的发展历程3 LWdA3%
1.1.2MATLAB的主要特点3 WAt= T3
1.2MATLAB的系统组成4 I+{ 2DY/}
1.2.1MATLAB开发环境4 'MgYSP<
1.2.2MATLAB数学函数库5 [$X^r<|P @
1.2.3MATLAB语言5 x^zw1e ,y
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Q Yg V[\&
1.2.5MATLAB程序接口5 i 558&:
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ;Zm-B]\
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 EVl j#~mV
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 fc&djd`FuX
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 6Ki!j <
1.4.1菜单和工具栏9 ?}e ^-//*i
1.4.2命令行窗口10 uG$*DeZti
1.4.3工作区11 ({3Ap{Q}
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 nIr:a|}[
1.5.1帮助窗口11 KCIya[$*
1.5.2帮助命令12 Xf#+^cQ
1.5.3演示系统（Demos）13 =PF2p'.o
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ]Z nASlc)
1.5.5远程帮助系统14 YK\pV'&+
1.6MATLAB的基本操作命令14 >PzZt8e
1.6.1通用命令和编辑键14 c)3.A gT
1.6.2文件管理15 }K^v Ujl
1.7MATLAB使用初步16 xa'^:H $X
习题16 &\=Tm~
第2章MATLAB的基本语法17 #;[0:jU0
2.1数据类型17 .?vHoNvo
2.1.1数值类型17 JZ dRAL2#v
2.1.2字符串17 !r8_'K5R(
2.1.3逻辑类型19 [vY#9W"!
2.1.4元胞数组20 ;f~fGsH}e'
2.1.5构架数组21 d6a3\f
2.1.6函数句柄（function）21 8@[S,[
2.2变量22 _7z]zy@PC5
2.2.1变量命名的规则22 -2[#1S*
2.2.2变量的赋值22 f K6[ p&
2.2.3MATLAB变量的显示23 ?b:Pl{?
2.2.4MATLAB变量的存取24 >F>VlRg
2.3数组及向量运算24 bg!(B<!X
2.3.1数组和向量的创建24 DaQ+XUH?
2.3.2数组的寻址27 &: &~[4>%a
2.3.3数组的运算27 9Fy 'L#%
2.3.4向量运算29 "=w:LRw
2.4矩阵及其运算30 'QQq0 .
2.4.1矩阵的创建30 a >6D3n
W
2.4.2矩阵的运算31 J'ZC 5Xr
2.4.3矩阵的常用函数运算33 3%+!qm
2.5多项式及其运算34 GM8Q#vc
2.5.1多项式的构造34 !?>QN 'p.b
2.5.2多项式的运算34 8_E(.]U
2.5.3多项式拟合36 _Vl~'+ e
2.6符号运算37 'A>?aUq] :
2.6.1基本符号对象37 ; Xf1BG r
2.6.2符号表达式38 D>8p: ^3g
2.6.3符号表达式的运算38 P-a8S*RRa
2.6.4常用的符号运算39 i\_LLXc
2.7MATLAB绘图40 lu00@~rx/
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 8k3y"239t
2.7.2二维绘图41 R[14scV
2.7.3图形修饰43 gs3c1Qa3b
2.7.4三维绘图46 |{Ex)hkw
2.7.5特殊图形48 RcO"k3J
2.7.6四维图形50 &XV9_{Hm
2.8MATLAB程序设计51 (uDAdE5
2.8.1M文件编辑器51 (3K3)0fy
2.8.2命令文件53 g^Hf^%3xP
2.8.3函数文件53 @dk-+YxG
2.8.4M文件的规则54 >|c?ZqW
2.8.5全局变量与局部变量54 %*szB$ [3
2.8.6程序流控制55 D+v ?zQw
2.8.7程序设计举例58 n
7i5A:
2.8.8程序设计的基本原则60 #6 vf:94
习题60 \i/HHP[ %
参考文献62 'YB[4Q /0
2 F>Y{3&
第二部分 应用篇 HHZw-/ s,%
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 4b[bj").A
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 =}%#j0a 4
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 6lCpf1>6 @
3.1.2电矢量垂直入射面66 _?:j Z1wZ
3.1.3菲涅耳公式66 P))BS
3.2光的干涉68 M 9-Q
3.2.1波的叠加原理68 'iF%mnJ
3.2.2光波的干涉71 Pc*lHo VL
3.2.3杨氏干涉实验71 a7c`[
3.2.4牛顿环74 u4 IK7[=
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 p @kRo#~l
3.3光的衍射79 ZT@=d$Z&t
3.3.1光的衍射现象79 (D%vN&F
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 f*<Vq:N=\
3.3.3光栅衍射83 hcj]T?
3.4光的偏振84 J}&U[ds p
3.4.1光波的偏振态84 0uIY6e0E
3.4.2光波的偏振态的仿真85 )2RRa^=&
3.5平行光束通过透镜聚焦87 vRH^en
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ,|d9lK`" P
参考文献90 sWo}Xq#
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91
:`N ZD
4.1信息光学函数91 Nd]F 33| X
4.1.1矩形函数91 4/|x^Ky>G
4.1.2阶跃函数93 kBhjqI*
4.1.3符号函数94 CO smVQ.
4.1.4sinc函数94 #lrwKHZ+
4.1.5高斯函数95 VS/M@y_./
4.2傅里叶变换97 & n;*'M
4.3卷积定理99 -'g> i
4.4傅里叶透镜的仿真101 1R3,Z8j'
4.5计算全息103 [:{
FR2*x
4.5.1全息透镜103 t*9 gusmG
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 #?Kw
y
参考文献107 ".
tW5O>
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 s[{[pIH
5.1图像及数字图像简介108 I{OizBom
5.1.1索引图像108 ~*7$aj
5.1.2RGB图像109 JyZuj>`
6
5.1.3二值图像109 7JGc9K+Av
5.1.4灰度图像109 I4G0 !"T+
5.2数字图像的读取、显示及输出110 'KA$^
5.2.1图像的读取110 @>Yd6C
5.2.2图像的显示110 # 0r~/gW
5.2.3图像的输出112 +Q u.86dH
5.2.4添加颜色条112 <4LJ #Fx
5.3图像类型的转化113 S[exnZ*Y
5.3.1dither函数113 R|8v dZ%@
5.3.2gray2ind函数114 84QOW|1
5.3.3im2bw函数115 {ogBoDS
5.3.4rgb2gray函数116 qg& /!\
5.3.5rgb2ind函数116 #vBrRHuA#"
5.4图像的代数操作117 w2.]
3QAZ
5.4.1图像的相加117 -y-}g[`
5.4.2图像的相减119 VKl,m ;& N
5.4.3图像的相乘121 /IWA U)A0
5.4.4图像的相除121 fgd2jr 3T
5.5图像的对比度增强123 (DO'iCxlNh
5.5.1线性变换123 OW@%H;b
5.5.2非线性变换123 BDI@h%tJb:
5.6图像的锐化124 ,gVVYH?qR
5.6.1边界提取和锐化124 3_)I& RM
5.6.2锐化滤波器125 QcL@3QC
5.7图像的边缘检测127 \W .CHSD
5.7.1边缘检测算子127 d}4NL:=&
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 :s_> y_=g
5.8基于灰度的图像分割131 0~fjY^(
5.9图像的膨胀与腐蚀134 D{N8q^Cs9
5.9.1膨胀和腐蚀134 p75 o1RU
5.9.2结构元素134 h p|v?3(
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 kM506U<g
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ;stuTj@vH
参考文献136 ByY2KJ7
H ni^S
第三部分 实例篇 mc V<)UA}
第6章课程设计综合实例139 9m
M3Ve*
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139
X% 'z
6.1.1设计目的139 G$>?UQ [
6.1.2设计任务及具体要求139 R xMsP;be
6.1.3基本原理概述139 ie6 c/5
6.1.4设计方案及验证140 X j\ToO
参考文献148 @wcF#?J
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 WiytHuUF
6.2.1设计目的148 n{;Q"\*Sg
6.2.2设计任务及要求148 uI-T]N:W8x
6.2.3设计原理概述149 l1 Kv`v\
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149
77@N79lqO
参考文献154 m=01V5_
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 BX?DI-o^h
6.3.1设计目的154 *DPX4 P
6.3.2设计任务及要求155 *SNdU^!
6.3.3设计原理概述155 XYo ,5-
6.3.4MATLAB仿真实现155 5*$y Y-A
参考文献160 xG/Q% A
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 LDjtkD.r
6.4.1设计目的161 vUpAW[[
6.4.2设计任务及要求161 M- ^ I! C
6.4.3设计原理概述161 &'z_:W m
6.4.4设计实现163 zTg\\z;
参考文献169 AT"gRCU$4
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 3s% ?)z
6.5.1设计目的169 ""-w M~^D
6.5.2设计任务及要求169 0VNLhM(LM
6.5.3设计原理概述169 X+;[Gc}(W
6.5.4设计实现171 \1<'XVS
参考文献178 }Ja-0v)Wf
6.6基于MATLAB的相关识别178 %4*c/ c6
6.6.1设计目的178 QXkA%'@'
6.6.2设计任务及要求178 L0g+Ro hW
6.6.3设计原理概述178 Bg~ ]u+c*
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 uE's& H
参考文献183 d)AYY}pw
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 KYpS4&Xh
6.7.1设计目的183 g s'M^|e)
6.7.2设计任务及要求183 NpH8=H9
6.7.3设计原理概述183 9[.HWe,
6.7.4设计实现185 ^~H}N$W"-q
参考文献187 KOy{?
6.8基于MATLAB的激光束合成187 i|^Q{3?o#
6.8.1设计目的187 6iU&9Z<%
6.8.2设计任务及要求188 qi,) l*?f
6.8.3设计原理概述188 .t@|2
6.8.4设计实现188 ;b {#$#`=
参考文献193 E`fG9:6l]
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ; JkSZs3
6.9.1设计目的194 Yqs=jTq`{
6.9.2设计任务及要求194 }n9 (|i+
6.9.3设计原理概述194 Ms!EK
6.9.4设计实现197 xO TvrX
参考文献200 <[db)r~c
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ZexC3LD"
6.10.1设计目的200 ZE=sw}=
6.10.2设计任务及具体要求201 *J-p AN
6.10.3基本原理概述201 jR/Gd01)
6.10.4设计方案及验证201 Ug ri _
6.10.5结论208 CQWXLQED>
参考文献208
