《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。 `G}TG(
《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。 p9x(D/YP0
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。 U[ 0=L`0e
z*!%g[3I
第一部分 语言篇 r8xv #r 1
第1章MATLAB语言概述3 *+#8mA(
1.1MATLAB简介3 Ck) * &
1.1.1MATLAB的发展历程3 ye,> A.
1.1.2MATLAB的主要特点3 N'GeHByIT
1.2MATLAB的系统组成4 }n>p4W" OM
1.2.1MATLAB开发环境4 >7QvK3S4%
1.2.2MATLAB数学函数库5 c_4[e5z
1.2.3MATLAB语言5 Ih VO@KJI
1.2.4MATLAB图形处理系统5 N u <_}
1.2.5MATLAB程序接口5 N$U$5;r~`
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 )% ~OH
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 : qd`zG3
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 bAx-"Lu
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 oY933i@l)P
1.4.1菜单和工具栏9 _I:/ZF5
1.4.2命令行窗口10 zN^n] N_?
1.4.3工作区11 d^{RQ
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ]7 Tkkw $
1.5.1帮助窗口11 4b98Ks Yg
1.5.2帮助命令12 sTn< #l 6
1.5.3演示系统（Demos）13 xHD=\,{ig
1.5.4帮助系统导航浏览器13 )-a '{W/t
1.5.5远程帮助系统14 o! kbK#k
1.6MATLAB的基本操作命令14 m}7iTDJR9
1.6.1通用命令和编辑键14 *%%g{
3$
1.6.2文件管理15 ^\4h<M
1.7MATLAB使用初步16 6\g cF fo
习题16 3h$6t7=C
第2章MATLAB的基本语法17 .y!<t}
2.1数据类型17 1;Ou7T9w
2.1.1数值类型17 E2R&[Q"%
2.1.2字符串17 _( {hc+9p
2.1.3逻辑类型19 U:^PC
x`
2.1.4元胞数组20 PHZ0P7
2.1.5构架数组21 '"SEw
w
2.1.6函数句柄（function）21 21K >`d \
2.2变量22 wl#@lOv-P
2.2.1变量命名的规则22 \hDlTp }
2.2.2变量的赋值22 L ~lxXTG\
2.2.3MATLAB变量的显示23 g?z/2 zKR
2.2.4MATLAB变量的存取24 X= 5xh
2.3数组及向量运算24 (k5We!4[ 1
2.3.1数组和向量的创建24 L^@'q6*}
2.3.2数组的寻址27 ~A'!2
2.3.3数组的运算27 F \KjEl0
2.3.4向量运算29 `6~Aoe
2.4矩阵及其运算30 ^c-
2.4.1矩阵的创建30 =;Rtdy/Yn%
2.4.2矩阵的运算31 E8$ 20Ue
2.4.3矩阵的常用函数运算33 TN+iA~kQ
2.5多项式及其运算34 J?? -j
2.5.1多项式的构造34 K1 EynU
I
2.5.2多项式的运算34 9g'Lk P
2.5.3多项式拟合36 X' H[7 ^W
2.6符号运算37 #`CA8!j!!
2.6.1基本符号对象37 w$zu~/qV2
2.6.2符号表达式38 }X)&zenz
2.6.3符号表达式的运算38 X[]m _@ v
2.6.4常用的符号运算39 !t$'AoVBq
2.7MATLAB绘图40 SUCM b8
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 3!XjtVhK?I
2.7.2二维绘图41 FGigbtj`
2.7.3图形修饰43 .}t~'*D
2.7.4三维绘图46 l{I6&^!KS
2.7.5特殊图形48 ^1iSn)&
2.7.6四维图形50 $HHs ^tW
2.8MATLAB程序设计51 DFZkh^PFd
2.8.1M文件编辑器51 {XR6>]
2.8.2命令文件53 q E&v ;
2.8.3函数文件53 y"bByd| 6
2.8.4M文件的规则54 >`Y.+4 mE
2.8.5全局变量与局部变量54 C7lH]`W|/
2.8.6程序流控制55 <"{qk2LS1
2.8.7程序设计举例58 K1mPr^3rC
2.8.8程序设计的基本原则60 ]R h#g5X
习题60 gw#5j W\
参考文献62 F, W~,y
v- T$:c L
第二部分 应用篇 z>58dA@f
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 nKPYOY8^
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 4r>6G/b8*
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 R.jIl@p
3.1.2电矢量垂直入射面66 Zn&,
t &z
3.1.3菲涅耳公式66 i6dHrx]:,
3.2光的干涉68 GPkmf%F J
3.2.1波的叠加原理68 |^: cG 4 e
3.2.2光波的干涉71 c`J.Tm[_u
3.2.3杨氏干涉实验71 =
s>T;|
3.2.4牛顿环74 e@Fo^#ImDx
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 w~(1%p/
3.3光的衍射79 !\zWF
3.3.1光的衍射现象79 z.7cy@N6
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 QS%%^+E2
3.3.3光栅衍射83 :[wsKFaV+
3.4光的偏振84 ?I6fye 7
3.4.1光波的偏振态84 CJ1 7 n
3.4.2光波的偏振态的仿真85 / 1"(cQ%?
3.5平行光束通过透镜聚焦87 En~5"yW5>]
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ;YA (| h<
参考文献90 o< |c A5f\
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 qaY1xPWz"
4.1信息光学函数91 oe%} ?u
4.1.1矩形函数91 Ov 5"
4.1.2阶跃函数93 'FqQzx"r
4.1.3符号函数94 i!J8 d"
4.1.4sinc函数94 UJD 0K]s
4.1.5高斯函数95 }#L^! \V }
4.2傅里叶变换97 ,F79xx9ufg
4.3卷积定理99 ;nep5!s;<
4.4傅里叶透镜的仿真101 8$")%_1]
4.5计算全息103 3kw,(-'1
4.5.1全息透镜103 AP68 V
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 1pt% Kw*@j
参考文献107 pOGeru u?
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 :}5j##N
5.1图像及数字图像简介108 iX0i2ek
5.1.1索引图像108 *!q1Kr6r
5.1.2RGB图像109 'C`U"I
5.1.3二值图像109 dCE0$3'5
5.1.4灰度图像109 } = %oX}[
5.2数字图像的读取、显示及输出110 d YT%
5.2.1图像的读取110 9KDEM gCW
5.2.2图像的显示110 D&od?3}E
5.2.3图像的输出112 igkYX!0#8O
5.2.4添加颜色条112 &|Bc7+/P
5.3图像类型的转化113 Kf>A\l^X7
5.3.1dither函数113 wb]%m1H`:
5.3.2gray2ind函数114 _Tf4WFu2
5.3.3im2bw函数115 BUWqI dg
5.3.4rgb2gray函数116 <oR a3Gi(%
5.3.5rgb2ind函数116 /35R u}c
5.4图像的代数操作117 0rOfrTNOz%
5.4.1图像的相加117 igIRSN}h
5.4.2图像的相减119 RTE8 Uq36
5.4.3图像的相乘121 Sm)Ha:[ 4
5.4.4图像的相除121 iI\oz&!vH
5.5图像的对比度增强123 rm5bkJcg~
5.5.1线性变换123 fa++MNf}3
5.5.2非线性变换123 4,sJE2"[9
5.6图像的锐化124 ]^Qn
5.6.1边界提取和锐化124 9`1O"R/
5.6.2锐化滤波器125 ,I7E[LU
5.7图像的边缘检测127 q@Zn|NR
5.7.1边缘检测算子127 43|XSyS
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 ;1:Js0=;H
5.8基于灰度的图像分割131 x.f]1S7h[
5.9图像的膨胀与腐蚀134 |bq$xp
5.9.1膨胀和腐蚀134 d@ i}-;
5.9.2结构元素134 ur3(HL
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 '9S 8}q
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 7Nk!1s :
参考文献136 u -;_y='m
Q~OxH'>>(
第三部分 实例篇 OHeT,@(mh
第6章课程设计综合实例139 E8pB;\Z(
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 MXw hxk#E
6.1.1设计目的139 v{(^1cX
6.1.2设计任务及具体要求139 *G{^|z
6.1.3基本原理概述139 ~tBYIkvWT
6.1.4设计方案及验证140 /LvRP yj@
参考文献148 pk^K: Xs}
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 n&"B0y cF
6.2.1设计目的148 ba[1wFmcL
6.2.2设计任务及要求148 e7m*rh%5>
6.2.3设计原理概述149 %e-7ubW
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 JBi*P.79^
参考文献154 }\%Fi/6Z {
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 O!P H&;H
6.3.1设计目的154 `V`lo, "\
6.3.2设计任务及要求155 :[O
8
6.3.3设计原理概述155 6kNrYo m
6.3.4MATLAB仿真实现155 S< VSn}vn
参考文献160 3on7~*
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 *pSQU=dmS
6.4.1设计目的161 n;@bLJ$W
6.4.2设计任务及要求161 0 vtt"f)Y[
6.4.3设计原理概述161 pimtiQqC
6.4.4设计实现163 yK a{08X:
参考文献169 Fx;QU)1l3
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 P>s[tM
6.5.1设计目的169 x[$z({Yf
6.5.2设计任务及要求169 v gsJeV`}I
6.5.3设计原理概述169 hEBY8=gK
6.5.4设计实现171 J T-J#Ag
参考文献178 ]L9s%]o
6.6基于MATLAB的相关识别178
f4Xk,1Is
6.6.1设计目的178 4k BaB
6.6.2设计任务及要求178 #73F}
tZ^
6.6.3设计原理概述178 5Ow[~p"l<
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 tn Pv70m
参考文献183 d/[;
`ZD+
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 :c8&N-`
6.7.1设计目的183 - o!$tI&
6.7.2设计任务及要求183 )Xv ilC k1
6.7.3设计原理概述183 ,q}ML TS i
6.7.4设计实现185 )(ImLbM)
参考文献187 AS
=?@2 q
6.8基于MATLAB的激光束合成187 @JD;k>
6.8.1设计目的187 LIcM3_.
6.8.2设计任务及要求188 <eQj`HL
6.8.3设计原理概述188 Nv(9N-9r
6.8.4设计实现188 ldiD2
Q
参考文献193 4)A#2
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 k@/sn ( x
6.9.1设计目的194 5*Y^\N
6.9.2设计任务及要求194 ;1%-8f:lW
6.9.3设计原理概述194 U)E(`{p]
6.9.4设计实现197 8=NM| i
参考文献200 _#r+ !e
6.10基于MATLAB的人脸识别200 9{
>Ui
6.10.1设计目的200 .(^ ,z&
6.10.2设计任务及具体要求201 Cj{1H([-
6.10.3基本原理概述201 ,n3a
gkPO>
6.10.4设计方案及验证201 "Y~:|?(@-
6.10.5结论208 [n \2
参考文献208
