《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) 'Hb
《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。 bpa?C
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。 % A0/1{(
;-Aa|aT!
第一部分 语言篇 e]$s
t?
第1章MATLAB语言概述3 >=w)x,0yX
1.1MATLAB简介3 i,VMd
1.1.1MATLAB的发展历程3 + LJ73
!
1.1.2MATLAB的主要特点3 @>7%qS
1.2MATLAB的系统组成4 xN'I/@ kb
1.2.1MATLAB开发环境4 KqP#6^ _
1.2.2MATLAB数学函数库5 :b!s2n!u
1.2.3MATLAB语言5 | 6y
1.2.4MATLAB图形处理系统5 0b 54fD=
1.2.5MATLAB程序接口5 tX~ w{| k
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 HjwE+: w
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 %@Jsal'
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 g 0E'g
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 DVeE 1Q
1.4.1菜单和工具栏9 .fs3>@T"#
1.4.2命令行窗口10 e+=K d+:k
1.4.3工作区11 !bP@ n
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 8RHUeRX
1.5.1帮助窗口11 H K% 7g
1.5.2帮助命令12 z0 Z%m @
1.5.3演示系统（Demos）13 !d T4
1.5.4帮助系统导航浏览器13 l}P=/#</T
1.5.5远程帮助系统14 _t yc gq#
1.6MATLAB的基本操作命令14 Rk8P
ax/JK
1.6.1通用命令和编辑键14 EiaW1Cs
1.6.2文件管理15 Ni7nq8B<
1.7MATLAB使用初步16 bhs
_9ivw
习题16 J9 I :Q<;
第2章MATLAB的基本语法17 (w zQ2Dk
2.1数据类型17 )YI(/*+]
2.1.1数值类型17 Qv ?"b
2.1.2字符串17 FC4 wwzb
2.1.3逻辑类型19 x|29L7 i
2.1.4元胞数组20 Gp\
kU:}&
2.1.5构架数组21 h>bx}$q
2.1.6函数句柄（function）21 .eC1qWZJpd
2.2变量22 [.}oyz; }N
2.2.1变量命名的规则22 V G~Vs@c(
2.2.2变量的赋值22 'E.w=7z&
2.2.3MATLAB变量的显示23 $`'/+ x"%
2.2.4MATLAB变量的存取24 >C~6\L`c
2.3数组及向量运算24 aQI(Y^&%3
2.3.1数组和向量的创建24 wS3'?PRX
2.3.2数组的寻址27 H%lVl8oQ
2.3.3数组的运算27 R/a*LSe@&
2.3.4向量运算29 ! 1b;F*H
2.4矩阵及其运算30 uvS)8-o&F
2.4.1矩阵的创建30 C9 j|OSgk
2.4.2矩阵的运算31 [a<SDMR
2.4.3矩阵的常用函数运算33 yaV|AB$v
2.5多项式及其运算34 - 35;j'a
2.5.1多项式的构造34 II=79$n`G
2.5.2多项式的运算34 2 8 u_!f[
2.5.3多项式拟合36 9(<@O%YU
2.6符号运算37 9-m=*|p
2.6.1基本符号对象37 <QGXy=
2.6.2符号表达式38 S$X Sei_q
2.6.3符号表达式的运算38 kg\ >k2h
2.6.4常用的符号运算39 6D_D' ;o
2.7MATLAB绘图40 UkGCyGyZ[
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 w@fi{H (R
2.7.2二维绘图41 UJ6v(:z <
2.7.3图形修饰43 DLNb o2C
2.7.4三维绘图46 ZqO^f*F>h
2.7.5特殊图形48 lU8Hd|@-
2.7.6四维图形50 lsNd_ 7k
2.8MATLAB程序设计51 kylVH!
@l
2.8.1M文件编辑器51 %ULr8)R;
2.8.2命令文件53 \xoP)Ub>
2.8.3函数文件53 &b& ,
2.8.4M文件的规则54 hP&B t
2.8.5全局变量与局部变量54 }*"p?L^p{
2.8.6程序流控制55 j"Pv0tehw
2.8.7程序设计举例58 +^T@sa`[I
2.8.8程序设计的基本原则60 7. ;3e@s
习题60 [}] Q?*_
参考文献62 $ L]lHji
;sFF+^~L
第二部分 应用篇 g eCM<]
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 FaJ &GOM,
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 5l*&>C[(i
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 nzeX[*
3.1.2电矢量垂直入射面66 jRV/A!4
3.1.3菲涅耳公式66 9'q*:&qq
3.2光的干涉68 )53y
AyP
3.2.1波的叠加原理68 Mf``_=K
3.2.2光波的干涉71 bA->{OPkT
3.2.3杨氏干涉实验71 x-3 \Ls[I
3.2.4牛顿环74 [ !OxZ!
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 , zY$8y]
3.3光的衍射79 tIgN$BHR>
3.3.1光的衍射现象79 W5MTD]J
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 H7:] ]j1
3.3.3光栅衍射83 N87B8rDl
3.4光的偏振84 B^9j@3Ux
3.4.1光波的偏振态84 h.t-`k 7
3.4.2光波的偏振态的仿真85 q'8 2qY
3.5平行光束通过透镜聚焦87 -3Vx76Y
3.5.1平凸透镜光线追迹87 |$b}L7_
参考文献90 ~e@z;]CiY
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 V "h
+L7T
4.1信息光学函数91 XpJ7o=?W3
4.1.1矩形函数91 gB'6`'
4.1.2阶跃函数93 8X|-rM{
4.1.3符号函数94 vRO
_Q?
4.1.4sinc函数94 XOS[No~
4.1.5高斯函数95 =C.$
UX
4.2傅里叶变换97 ~Jz6O U*z
4.3卷积定理99 N ?"]
4.4傅里叶透镜的仿真101 w+CA1q<
4.5计算全息103 HC,Se.VYS
4.5.1全息透镜103 D >tR-
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 TWF r
4-
参考文献107 Jg| XH
L)
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 ,01"S WE
5.1图像及数字图像简介108 0 :Ol7
5.1.1索引图像108 ) hfpwdQ
5.1.2RGB图像109 oM`0y@QCf
5.1.3二值图像109 0KOgw*>_
5.1.4灰度图像109 }U"&8%PZr
5.2数字图像的读取、显示及输出110 ]GQ G~ H^
5.2.1图像的读取110 <GaS36ZW
5.2.2图像的显示110 :Fvrs(
x
5.2.3图像的输出112 SI-Ops~e
5.2.4添加颜色条112 ^$hH1H+V
5.3图像类型的转化113 `RL"AH: +
5.3.1dither函数113 SNI)9k( T{
5.3.2gray2ind函数114 v
z '&%(
5.3.3im2bw函数115 [K0(RDV)%
5.3.4rgb2gray函数116 V[Ui/M!9Z
5.3.5rgb2ind函数116 uk<9&{
5.4图像的代数操作117
]-/VHh
5.4.1图像的相加117 wEvVL
5.4.2图像的相减119 rCd u0 gYT
5.4.3图像的相乘121 k_n ql8H
5.4.4图像的相除121 ZX./P0
5.5图像的对比度增强123 .5ha}= z
5.5.1线性变换123 y(yHt= r
5.5.2非线性变换123 9w"4K.
5.6图像的锐化124 ['tY4$L(
5.6.1边界提取和锐化124 =|y9U lsD
5.6.2锐化滤波器125 j@3Q;F0ba
5.7图像的边缘检测127 u.m[u)HQ
5.7.1边缘检测算子127 Gk&)08
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 H;k~oIs k
5.8基于灰度的图像分割131 9Uekvs=r=M
5.9图像的膨胀与腐蚀134 >7T'OC
5.9.1膨胀和腐蚀134 k|PN0&J
5.9.2结构元素134 pa E[rS\
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 E e% %d
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 U@)eTHv}6
参考文献136 V1 `o%;j
u?<%q!
第三部分 实例篇 Ed df2;-.
第6章课程设计综合实例139 &>W$6>@
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 )e=D(qd
6.1.1设计目的139 V]e 8a"/[{
6.1.2设计任务及具体要求139 a;qryUyG
6.1.3基本原理概述139 .K2qXw"S#
6.1.4设计方案及验证140 `*cxH..
参考文献148 b;W3 j
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 CMG&7(MR
6.2.1设计目的148 H0gbSd+
6.2.2设计任务及要求148 x$.^"l-vX
6.2.3设计原理概述149 :B5Fdp3
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 U175{N%3
参考文献154 ;yLu R
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 6"O+w=5B
6.3.1设计目的154 kY| utoAP
6.3.2设计任务及要求155 bL+_j}{:N
6.3.3设计原理概述155 m_?~OL S
6.3.4MATLAB仿真实现155 %G/ h D
参考文献160 17[3/m8a
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 I7vz+>Jr
6.4.1设计目的161 t?-n*9,#S
6.4.2设计任务及要求161 M l{ Z
6.4.3设计原理概述161 z2_*%S@
6.4.4设计实现163 =_ ./~
参考文献169 HU8900k+
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ~Z?TFg
6.5.1设计目的169 Vl /+;6_
6.5.2设计任务及要求169 ]7F=u!/`<C
6.5.3设计原理概述169 2~1SQ.Q<RY
6.5.4设计实现171 +_?hK{Ib"
参考文献178 R'bTN|Cq
6.6基于MATLAB的相关识别178 FxtQ Xu-g
6.6.1设计目的178 D JXmGt]
6.6.2设计任务及要求178 3G)# 5 Lf<
6.6.3设计原理概述178 Yz/md1T$
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 5j<mbt}
参考文献183 rb2S7k0{
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 QQ*hCyw!
6.7.1设计目的183 hz;G$cuEE
6.7.2设计任务及要求183 J6s`'gFns
6.7.3设计原理概述183 a LroD$#
6.7.4设计实现185 :0j?oY~e
参考文献187 z0p*Z&
6.8基于MATLAB的激光束合成187 8 S: w7Hr
6.8.1设计目的187 +,T RfP
Fb
6.8.2设计任务及要求188 -aPg#ub
6.8.3设计原理概述188 |mdVdD~go
6.8.4设计实现188 fcRxp{*zO
参考文献193 3LJ+v5T~
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 j^j1
6.9.1设计目的194 o/$}
6.9.2设计任务及要求194 W#4 7h7M
6.9.3设计原理概述194 \ =?a/
6.9.4设计实现197 w (*vj
参考文献200 yYIf5S `V]
6.10基于MATLAB的人脸识别200 (>UZ<2GPL
6.10.1设计目的200 BOb">6C
6.10.2设计任务及具体要求201 %Q__!D[
6.10.3基本原理概述201 =w _Ype`
6.10.4设计方案及验证201 p*R ;hU
6.10.5结论208 =r?hg GWe
参考文献208
