《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" $#KP<
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 uPVO!`N3
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。
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第一部分 语言篇 PJ))p6
9
第1章MATLAB语言概述3 Ods~tM
1.1MATLAB简介3 Krd0Gc~\|
1.1.1MATLAB的发展历程3 rqWD#FB=z
1.1.2MATLAB的主要特点3 @@3%lr71
1.2MATLAB的系统组成4 X/f?=U
1.2.1MATLAB开发环境4 mhgvN-? "h
1.2.2MATLAB数学函数库5 AsfmH-4)
1.2.3MATLAB语言5 _[pbf ua
1.2.4MATLAB图形处理系统5 o_sb+Vn|
1.2.5MATLAB程序接口5 5h l!z A?
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 v ;nnr0;
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 cz41<SFL
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 E#~J"9k98
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 Ez+8B|0P
1.4.1菜单和工具栏9 j"
5 +"j
1.4.2命令行窗口10 V4ybrUWK
1.4.3工作区11 `sLD>@m
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 7S{yKS
1.5.1帮助窗口11 6Qn};tbnD
1.5.2帮助命令12 9>6?tb"f*H
1.5.3演示系统（Demos）13 uC|bC#;
1.5.4帮助系统导航浏览器13 f+%s.[;A
1.5.5远程帮助系统14 #2dH2k\F
1.6MATLAB的基本操作命令14 a] P0PH~
1.6.1通用命令和编辑键14 x" P@[T
1.6.2文件管理15 )@],0yL
1.7MATLAB使用初步16 y-uSpW
习题16 &9EcgazV
第2章MATLAB的基本语法17 Hy b_> n
2.1数据类型17 Y? V.O
2.1.1数值类型17 48)D%867.;
2.1.2字符串17 cDq*B*e
2.1.3逻辑类型19 &3|l4R\
2.1.4元胞数组20 bl-D{)X
2.1.5构架数组21 Zg3
/,:1
2.1.6函数句柄（function）21 VKcVwq
2.2变量22 pwVaSnre`
2.2.1变量命名的规则22 TR9dpt +T
2.2.2变量的赋值22 'F^1)Ga$
2.2.3MATLAB变量的显示23 r8>Qs RnU%
2.2.4MATLAB变量的存取24 fwi
-
2.3数组及向量运算24 y=2nV
2.3.1数组和向量的创建24 m>f8RBp]'
2.3.2数组的寻址27 t]hfq~Ft
2.3.3数组的运算27 +t8#rT ^B
2.3.4向量运算29 ;+*/YTkC+P
2.4矩阵及其运算30 _ZE&W
2.4.1矩阵的创建30 s;#,c(
2.4.2矩阵的运算31 K?Jo"oy7
2.4.3矩阵的常用函数运算33 \;1nEjIA
2.5多项式及其运算34 @CS%=tE}U
2.5.1多项式的构造34 Pp.] /;
2.5.2多项式的运算34 3b/J
2.5.3多项式拟合36 *-&+;|mM
2.6符号运算37 CQs,G8 \/
2.6.1基本符号对象37 Q[9W{l+
2.6.2符号表达式38
= Atyy
2.6.3符号表达式的运算38 eMtQa;Lc9o
2.6.4常用的符号运算39 v}. ~m)
2.7MATLAB绘图40 ZyV^d3F@$
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 +o]J0Gu
2.7.2二维绘图41 GHQm$|3 I
2.7.3图形修饰43 ) 3ZkKv;zY
2.7.4三维绘图46 !$p E=~1C
2.7.5特殊图形48 kBtzJ#j B
2.7.6四维图形50 8{ )N%r
2.8MATLAB程序设计51 sj&1I.@,>
2.8.1M文件编辑器51 l4 YTR4D
2.8.2命令文件53 W^i[7 r
2.8.3函数文件53 |Y 30B,=M
2.8.4M文件的规则54 /}k? Tg/
2.8.5全局变量与局部变量54 w3M F62:
2.8.6程序流控制55 ,WE2MAjhT
2.8.7程序设计举例58 }?*$AVs2q
2.8.8程序设计的基本原则60 x,c\q$8yH
习题60 4!A(7
s4t
参考文献62 @2sr/gX^
XdE|7=+s
第二部分 应用篇 or(P?Ro
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 v!#koqd1y.
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 SmV }Wf
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 (8(P12l
3.1.2电矢量垂直入射面66 'M
fVZho{
3.1.3菲涅耳公式66 vBV_aB1{
3.2光的干涉68 ZQyX zERp
3.2.1波的叠加原理68 :Aj[#4-=
3.2.2光波的干涉71 p-h(C'PqF
3.2.3杨氏干涉实验71 S qVh\N n
3.2.4牛顿环74 :ay`Id_tm
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 w$aejz`[
3.3光的衍射79 s6!! ty;Y
3.3.1光的衍射现象79 C|RC9b
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 |Ew&. fgz
3.3.3光栅衍射83 :H/Rhx=
3.4光的偏振84 j rg B56LL
3.4.1光波的偏振态84 8Rnq
&8A
3.4.2光波的偏振态的仿真85 EQX?Zs?C
3.5平行光束通过透镜聚焦87 = cI> {
3.5.1平凸透镜光线追迹87 'JJ :
参考文献90 :q$.=?X3
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 a[J_H$6H!
4.1信息光学函数91 4
;^
4.1.1矩形函数91 .#LHj}u
4.1.2阶跃函数93 o[g] Va*8
4.1.3符号函数94 Vg7BK%
4.1.4sinc函数94 ,D' bIk
4.1.5高斯函数95 9
xFX"_J
4.2傅里叶变换97 HFX,EE
4.3卷积定理99 58]t iP"
4.4傅里叶透镜的仿真101 Mlo:\ST |
4.5计算全息103 ODKS6E1{
4.5.1全息透镜103 E0eZal],
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 1n# {c5T
参考文献107 mzcxq:uZ5
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 Y r8gKhv W
5.1图像及数字图像简介108 y S4nB04`=
5.1.1索引图像108 _r`(P#Hy
5.1.2RGB图像109 c#a>> V
5.1.3二值图像109 2,p= %
5.1.4灰度图像109 |9mGX9 q
5.2数字图像的读取、显示及输出110 @1V?94T1
5.2.1图像的读取110 n M `pnR_
5.2.2图像的显示110 oP:/%
5.2.3图像的输出112 ?$ =Ml$
5.2.4添加颜色条112 5Z[HlN|-!
5.3图像类型的转化113 B~%SB/eu
5.3.1dither函数113 nr%P11U\c
5.3.2gray2ind函数114 > (W\Eh{J
5.3.3im2bw函数115 y7LM}dH#m
5.3.4rgb2gray函数116 pZ 7KWk4
5.3.5rgb2ind函数116 P?zL`czWd
5.4图像的代数操作117 v&xhS
yZ
5.4.1图像的相加117 l>pnY%(A
5.4.2图像的相减119 Rc}#4pM8
5.4.3图像的相乘121 %Z yt ;p2
5.4.4图像的相除121 .19_E Q >+
5.5图像的对比度增强123 UM. Se(kS
5.5.1线性变换123 Pk:b:(4
5.5.2非线性变换123 g8]$BhRIfr
5.6图像的锐化124 rR(\fX!dg
5.6.1边界提取和锐化124 {mA#'75a#
5.6.2锐化滤波器125 =64Ju Wvo
5.7图像的边缘检测127 V QbKrnX
5.7.1边缘检测算子127 ki]i[cdk
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 _J0(GuG=~
5.8基于灰度的图像分割131 IDp2#qg_
5.9图像的膨胀与腐蚀134 VKy3tW/_&
5.9.1膨胀和腐蚀134 _:G>bU/ ^
5.9.2结构元素134 z*WQ=l2
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ]F4|@+\9
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 6^T WY[z2%
参考文献136 xsg55`
8CRwHDB
第三部分 实例篇 E\VKlu4
第6章课程设计综合实例139 -\g@s@5
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 D`PA@t
6.1.1设计目的139 D/tFN+|P
6.1.2设计任务及具体要求139 '^BTa6W}m
6.1.3基本原理概述139 <KZ J
6.1.4设计方案及验证140 ;z9U_
参考文献148 1pTQMf a
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ];Y tw6A
6.2.1设计目的148 jC'Diu4 |Q
6.2.2设计任务及要求148 67 wq8|
6.2.3设计原理概述149 D#11
N^-K
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 3_Mynop
参考文献154 MQVEO5
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 W<H<~wf#
6.3.1设计目的154 &FDWlrG g
6.3.2设计任务及要求155 UeaHH]U
6.3.3设计原理概述155 %Pk@ `t (3
6.3.4MATLAB仿真实现155 0V'XE1h
参考文献160 ?YnB:z*eV
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 <X]dR
6FT
6.4.1设计目的161 \C`2z]V %
6.4.2设计任务及要求161 hFDo{yI
6.4.3设计原理概述161 7@ mP;K0
6.4.4设计实现163 O y y E0
参考文献169 S[RVk=A1
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 n)rSg zI
6.5.1设计目的169 \`YV)"y" ~
6.5.2设计任务及要求169 z5t"o !
6.5.3设计原理概述169 3 Oe\l[?$;
6.5.4设计实现171 " = *
参考文献178 Wq*W+ 7=.
6.6基于MATLAB的相关识别178 ,/..f!bp
6.6.1设计目的178 9TV1[+JWe
6.6.2设计任务及要求178 j.UO>1{7
6.6.3设计原理概述178
ljjnqQ%
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 J\\o# -H
参考文献183 ^vo ]bq7
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ;V4f6[<]'z
6.7.1设计目的183 4|KtsAVp{
6.7.2设计任务及要求183 # |,c3$
6.7.3设计原理概述183 V e4@^Jy;
6.7.4设计实现185 t +n+ _X
参考文献187 <_-8)abK
6.8基于MATLAB的激光束合成187 8[H)t Kf8
6.8.1设计目的187 >FReGiK$T
6.8.2设计任务及要求188 CM+/.y T
6.8.3设计原理概述188 rTM0[ 2N
6.8.4设计实现188 \_ 3#%%z
参考文献193 T RQH{O\O
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 :tB Zu%N/N
6.9.1设计目的194 /w:~!3Aj0+
6.9.2设计任务及要求194 ~9dAoILrl
6.9.3设计原理概述194 Bc51
0I$c
6.9.4设计实现197 2R`}}4<Z
参考文献200 HH'5kE0;d
6.10基于MATLAB的人脸识别200 s
F3M= uz
6.10.1设计目的200 }; ]f 3
6.10.2设计任务及具体要求201 & BQ%df<y\
6.10.3基本原理概述201 f}+8m .g2
6.10.4设计方案及验证201 |BA<> WE
6.10.5结论208 p`3$NCJN
参考文献208
