《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。 oz[G'[\}F
《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。 /[ Rp~YzW
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。 p6)6Gcx
*"6A>:rQs
第一部分 语言篇 5LU7}v~/
第1章MATLAB语言概述3
fD8 GAav
1.1MATLAB简介3 $?V YHkX
1.1.1MATLAB的发展历程3 U2~|AkL
1.1.2MATLAB的主要特点3 9;`hJ!r
1.2MATLAB的系统组成4 r?^L/ HGc
1.2.1MATLAB开发环境4 ~XvMiWuo
1.2.2MATLAB数学函数库5 ^EW6}oj[
1.2.3MATLAB语言5 Gc5mR9pV
1.2.4MATLAB图形处理系统5 jYB iC DD
1.2.5MATLAB程序接口5 HW'I $ .
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 jM X|1b
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 a"Ly9ovW
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 $YJi]:3&
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 U^DR'X=
1.4.1菜单和工具栏9 !ZCxi
1.4.2命令行窗口10 |S]fs9
1.4.3工作区11 /#L4ec-'
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 J*ZcZ FbWN
1.5.1帮助窗口11 nvc(< Ovw
1.5.2帮助命令12 qDfhR`1k
1.5.3演示系统（Demos）13 (l(d0 g&p>
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Z-" NLwt[
1.5.5远程帮助系统14 o4LVG
1.6MATLAB的基本操作命令14 lR`.V0xA
1.6.1通用命令和编辑键14 $?LegX
1.6.2文件管理15 )]E?~ $,
1.7MATLAB使用初步16 [i> D|X
习题16 9'|_1Q.b^
第2章MATLAB的基本语法17 XB:E<I'q!3
2.1数据类型17 }?O>.W,/
2.1.1数值类型17 [<Mls@?
2.1.2字符串17 ~4] J 'E >
2.1.3逻辑类型19 R4zOiBi'B
2.1.4元胞数组20 OF; "%IW~}
2.1.5构架数组21 XXD4T9Wy
2.1.6函数句柄（function）21 ofgNL .u
2.2变量22 r CUs
2.2.1变量命名的规则22 d4A:XNKB
2.2.2变量的赋值22 b'ir$RL] c
2.2.3MATLAB变量的显示23 $`lGPi(Jc
2.2.4MATLAB变量的存取24 wARd^Iw
2.3数组及向量运算24 Tl?jq ]
2.3.1数组和向量的创建24 ldRq: M5z
2.3.2数组的寻址27 V~J t
2.3.3数组的运算27 t+,2 p|B
2.3.4向量运算29 )<e,- XujY
2.4矩阵及其运算30 yD0DPtti
2.4.1矩阵的创建30 gnf4H
V~
2.4.2矩阵的运算31 :01 B)~^
2.4.3矩阵的常用函数运算33 3b`#)y^y?%
2.5多项式及其运算34 IL?"g {w
2.5.1多项式的构造34 *h pS/g/3\
2.5.2多项式的运算34 1.Neg|
2.5.3多项式拟合36 |ss4pN0X
2.6符号运算37 /NuO>kQa
2.6.1基本符号对象37 X8~?uroq
2.6.2符号表达式38 zOy_qozk
2.6.3符号表达式的运算38 "od 2i \
2.6.4常用的符号运算39 <" 0b 8 Z
2.7MATLAB绘图40 tvUC d}
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 I-Am9\
2.7.2二维绘图41 e Dpt1
2.7.3图形修饰43 {rygIl{V
2.7.4三维绘图46 YjPj#57+
2.7.5特殊图形48 $j4/ohwTDY
2.7.6四维图形50 BJp~/H`vd
2.8MATLAB程序设计51 ajf( Ii\/
2.8.1M文件编辑器51 DJ1!Xuu
2.8.2命令文件53 Su+[Q6oC@
2.8.3函数文件53 Dh<}j3]
2.8.4M文件的规则54 ZJ/K M W
2.8.5全局变量与局部变量54 yEkwdx5!(
2.8.6程序流控制55 hdH3Jb_hl(
2.8.7程序设计举例58 pTH5-l_f ]
2.8.8程序设计的基本原则60 FvD/z ;N
习题60 Xs~IoU
参考文献62 ae Eio;G1
^#4< ~zU
第二部分 应用篇 =yPV9#(I/
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 E7I$GD
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 D&DbxTi
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 L} K8cB
3.1.2电矢量垂直入射面66 >^ E*7Bfp
3.1.3菲涅耳公式66 Z
?F_({im
3.2光的干涉68 #K/95!)
3.2.1波的叠加原理68 | _nBiHjNn
3.2.2光波的干涉71 #W4
" ^#2
3.2.3杨氏干涉实验71 ku#WQL
3.2.4牛顿环74 {??bJRT
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 q-/t?m0
3.3光的衍射79 s'BlFB n
3.3.1光的衍射现象79 RxVZn""
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 (N9g6V
3.3.3光栅衍射83 N C
sem
3.4光的偏振84 l; B
3.4.1光波的偏振态84 k =O
3.4.2光波的偏振态的仿真85 v z&88jt
3.5平行光束通过透镜聚焦87 _
Ewkb
3.5.1平凸透镜光线追迹87 O0eM*~zI
参考文献90 c IPOI'3d
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 \Qf2:[-V0
4.1信息光学函数91 xrv 0%
4.1.1矩形函数91 |w5,%#AeO$
4.1.2阶跃函数93 Q!r` G
4.1.3符号函数94 gSe3S-Lt
4.1.4sinc函数94 WYIv&h <h"
4.1.5高斯函数95 !1Ht{cA0
4.2傅里叶变换97 \p^'[B(O77
4.3卷积定理99 ZzxWKIE'c
4.4傅里叶透镜的仿真101 FbXur- et^
4.5计算全息103 s(r4m/
4.5.1全息透镜103 {HFx+<JG
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 S F da?>
参考文献107 8d&%H,
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 D&qJ@PR
5.1图像及数字图像简介108 `]a0z|2'!
5.1.1索引图像108 JoD@ e[(
5.1.2RGB图像109 o/&
IT(v
5.1.3二值图像109 jsP+,brO
5.1.4灰度图像109 ')Y1c O
5.2数字图像的读取、显示及输出110 kM(m$Oo.
5.2.1图像的读取110 RYdI$&]
5.2.2图像的显示110 2UxmKp[
5.2.3图像的输出112 :#D~j]pP
5.2.4添加颜色条112 oVW>PEgB-
5.3图像类型的转化113 "]\3t;IT
5.3.1dither函数113 )"7z'ar
5.3.2gray2ind函数114 g Mp' S
5.3.3im2bw函数115 T wzpq1
5.3.4rgb2gray函数116 _hMFmI=r[
5.3.5rgb2ind函数116 7y_<BCx
h
5.4图像的代数操作117 nYe:$t3F=
5.4.1图像的相加117 " ]OROJGa
5.4.2图像的相减119 %p qB/
5.4.3图像的相乘121 +,TrJ g
5.4.4图像的相除121 Z;njSw%:
5.5图像的对比度增强123 `>OKV;~{z
5.5.1线性变换123
;v/un
5.5.2非线性变换123 }F|B'[wn
5.6图像的锐化124 }7_$[r'_oI
5.6.1边界提取和锐化124 & xp]9$
5.6.2锐化滤波器125 }_('3C,Ba
5.7图像的边缘检测127 {qOqtkj
5.7.1边缘检测算子127 }(,{^".[}
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 Z*-a=u%gl'
5.8基于灰度的图像分割131 9'@G7*Yn
5.9图像的膨胀与腐蚀134 {WQ6=wGpS
5.9.1膨胀和腐蚀134 H JP~
lg
5.9.2结构元素134 T\bpe ky~
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 =^ \?{oV
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 JpxQS~VX
参考文献136 _ {6l}
)uM v]
第三部分 实例篇 ! ~V^GlY
第6章课程设计综合实例139 V^rL
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ;>S|?M4GZ
6.1.1设计目的139 *||Q_tlz
6.1.2设计任务及具体要求139 9ExI,
6.1.3基本原理概述139 &I%E8E
6.1.4设计方案及验证140 _dm G#_1
参考文献148 5:C>:pA V
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 FZIC |u z
6.2.1设计目的148 yvnDS"0 <
6.2.2设计任务及要求148 w'E?L`c
6.2.3设计原理概述149 $cU7)vmK`
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 rm-;Z<
参考文献154 tG zp= PyA
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 e
m0 hTxb
6.3.1设计目的154 i0J`{ PbI
6.3.2设计任务及要求155 v`]y:Ku|wR
6.3.3设计原理概述155 ~ qI r'?D
6.3.4MATLAB仿真实现155 dZI["FeO&d
参考文献160 Eggu-i(rD
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 Z`U+ a
6.4.1设计目的161 uGm?e]7Hx<
6.4.2设计任务及要求161 yqVoedN
6.4.3设计原理概述161 o Z ^,*
6.4.4设计实现163 X$6QQnyR
参考文献169 Y=g]\%-PB
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 6 jm@`pYbE
6.5.1设计目的169 !l Egta[Ql
6.5.2设计任务及要求169 |I29m`
6.5.3设计原理概述169 +r 9neS.l
6.5.4设计实现171 E31Yk D.A
参考文献178 #dD0vYT&od
6.6基于MATLAB的相关识别178 $G5:/,Q
6.6.1设计目的178 1[$zdv{A
6.6.2设计任务及要求178 Px9 K
6.6.3设计原理概述178 #TC}paIpj
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ST0TWE'
参考文献183 Pai8r%Zfu
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 >EZ ZEd
6.7.1设计目的183 ^!0z+M:>^
6.7.2设计任务及要求183 M ?AX :0
6.7.3设计原理概述183 /oLY\>pD
6.7.4设计实现185 %u_dxp x
参考文献187 xSNGf@1b
6.8基于MATLAB的激光束合成187 K= nDC.
6.8.1设计目的187 ] 61HQ
6.8.2设计任务及要求188 SM2N3"\
6.8.3设计原理概述188 9+ xO2n
6.8.4设计实现188 3vjOfr`
参考文献193 ?Zsh\^k.g
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ^SKHYo`,,N
6.9.1设计目的194 jzGK(%sw"
6.9.2设计任务及要求194 6x=w-32+ y
6.9.3设计原理概述194
S~E@A.7
6.9.4设计实现197 8lGM>(:o
参考文献200 6-0sBB9=u
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ZoSyc--Bv
6.10.1设计目的200 "Dc\w@`E 0
6.10.2设计任务及具体要求201 he:z9EG}
6.10.3基本原理概述201 ".wa Ct6
6.10.4设计方案及验证201 WSN^iDS
6.10.5结论208 s=F[.X9lp
参考文献208
