《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。 C!{AnWf
《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。 pJIE@Q|hi
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。 - (_e=3$
N@ *wi"Q
第一部分 语言篇 Tj21YK.mk
第1章MATLAB语言概述3 3U "')
1.1MATLAB简介3 ZoON5P>
1.1.1MATLAB的发展历程3 72ViPWW
1.1.2MATLAB的主要特点3 Mq :'-`
1.2MATLAB的系统组成4 OZ'.}((?n
1.2.1MATLAB开发环境4 ]vQ?]d?>a
1.2.2MATLAB数学函数库5 3V
Mh)
1.2.3MATLAB语言5 =Xy`"i{`(
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Sci4EGc
1.2.5MATLAB程序接口5 gO:Z6}3vM
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 { jM< t
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 >mFX^t_,
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 B >u,)
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 '"w}gx
1.4.1菜单和工具栏9 vDW&pF_eI>
1.4.2命令行窗口10 ] \RSHz
1.4.3工作区11 Km9}^*Mo%
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 kV\-%:-
1.5.1帮助窗口11 G?-`>N-u
1.5.2帮助命令12 df>kEvU5.^
1.5.3演示系统（Demos）13 ;4kx >x*H
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ~+<xFi
1.5.5远程帮助系统14 #K#Mv /
1.6MATLAB的基本操作命令14 ,.o a,sku
1.6.1通用命令和编辑键14 PPC Tc|G
1.6.2文件管理15 $35,\ZO >
1.7MATLAB使用初步16 q)?p $\
习题16 4aN+}TkH@G
第2章MATLAB的基本语法17 4Hml.|$
2.1数据类型17 hg&w=l
2.1.1数值类型17 a*6wSAA )
2.1.2字符串17 7 }d$*C
2.1.3逻辑类型19 &$m =^
2.1.4元胞数组20 i0'Xy> l
2.1.5构架数组21 gp$EXJ=
2.1.6函数句柄（function）21 ApG'jN
2.2变量22 $v:gBlj%"
2.2.1变量命名的规则22 Mr=}B6`
2.2.2变量的赋值22 #.)xm(Ys
2.2.3MATLAB变量的显示23 :/@k5#DY
2.2.4MATLAB变量的存取24 n9kd2[s|
2.3数组及向量运算24 tg7C ;rJ
2.3.1数组和向量的创建24 -_2Dy 1
2.3.2数组的寻址27 m3x z=9Ve
2.3.3数组的运算27 N
b3I%r
2.3.4向量运算29 ~VqFZasV
2.4矩阵及其运算30 H_ ?;h-Y]
2.4.1矩阵的创建30 ka2F !
2.4.2矩阵的运算31 _8[UtZYG
2.4.3矩阵的常用函数运算33 WYwzo V-
2.5多项式及其运算34 *|];f#^9
2.5.1多项式的构造34 X)Dqeb6
2.5.2多项式的运算34 v9E+(4I9_
2.5.3多项式拟合36 |?x^8e<*
2.6符号运算37 0
&*P}U}Uc
2.6.1基本符号对象37 E\R raPkQT
2.6.2符号表达式38 0rk u4T
2.6.3符号表达式的运算38 /rIm7FW)
2.6.4常用的符号运算39 ]`zjRRd
2.7MATLAB绘图40 "H 5&3sF2
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 xw 4ey <"I
2.7.2二维绘图41 CgVh\4,a
2.7.3图形修饰43 A$7Eo`Of
2.7.4三维绘图46 ElQJ\%
2.7.5特殊图形48 OM20-KDc5
2.7.6四维图形50 v[R_S
2.8MATLAB程序设计51 e >
ar
2.8.1M文件编辑器51 Q&u>7_, Du
2.8.2命令文件53 99F>n [5
2.8.3函数文件53 o-SRSu
2.8.4M文件的规则54 lir &e
9I+
2.8.5全局变量与局部变量54 'rS'B.D
2.8.6程序流控制55 )UR1E ?'
2.8.7程序设计举例58 PqT" jOF]n
2.8.8程序设计的基本原则60 RI (=Hz B
习题60 "0|BoG
参考文献62 %S{o5txo
s L)Rg(rkx
第二部分 应用篇 ^pJ0nY# c
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 xe(MHNrj
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 ob0~VEH-
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 OYBotk]{1
3.1.2电矢量垂直入射面66 myD{sE2A
3.1.3菲涅耳公式66 Nm jzDN
3.2光的干涉68 -"F0eV+y
3.2.1波的叠加原理68 65lOX$*{-
3.2.2光波的干涉71 X DHLEG-u(
3.2.3杨氏干涉实验71 clHM8$
3.2.4牛顿环74 (tJ91SBl
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 "VV914*z
3.3光的衍射79 DZJ eup?Z
3.3.1光的衍射现象79 +d =~LQ}*
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 q;p.wEbr4U
3.3.3光栅衍射83 --Oprl
3.4光的偏振84 0[lS( K
3.4.1光波的偏振态84 bKYY{V55
3.4.2光波的偏振态的仿真85 PM@XtL7J
3.5平行光束通过透镜聚焦87 SLSF
<$
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ?hKm&B;d
参考文献90 [d0%.+U
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 gyC^K3}
4.1信息光学函数91 Cq gJ
4.1.1矩形函数91 ?3[tJreVj
4.1.2阶跃函数93 V R"8Di&)
4.1.3符号函数94 /;DjJpwf0
4.1.4sinc函数94 ^ b@! dS
4.1.5高斯函数95 /n(9&'H<
4.2傅里叶变换97 s){Q&E~X
4.3卷积定理99 >Z}@7$(7!~
4.4傅里叶透镜的仿真101 :H{Bb{B%
4.5计算全息103 $> ;a 'f~
4.5.1全息透镜103 EVG"._I@
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 9-b 8`|s
参考文献107 C} 9Kx }q
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 @2u#93Y
5.1图像及数字图像简介108 }0Y`|H\v
5.1.1索引图像108 Hv3W{|
5.1.2RGB图像109 3#9 uEDdE
5.1.3二值图像109 {ZG:M}ieN
5.1.4灰度图像109 =m~r uZ /
5.2数字图像的读取、显示及输出110 zFOL(s.h|0
5.2.1图像的读取110 YtMlqF
5.2.2图像的显示110 )qmFK
.;%
5.2.3图像的输出112 {f-XyF1`
5.2.4添加颜色条112 wajZqC2yg
5.3图像类型的转化113 ~*,Wj?~+7
5.3.1dither函数113 PzLJ/QER
5.3.2gray2ind函数114 4 HW;
5.3.3im2bw函数115 qT$ )Rb&
5.3.4rgb2gray函数116 uN y!< u
5.3.5rgb2ind函数116 5.dl>,
5.4图像的代数操作117 _@~PL>g"p
5.4.1图像的相加117 ~ibF M5m
5.4.2图像的相减119 Vx kEe z'|
5.4.3图像的相乘121 \ p3v#0R{
5.4.4图像的相除121 l/M[ am
5.5图像的对比度增强123 y[7C% W j
5.5.1线性变换123 &; s<dDQK
5.5.2非线性变换123 y=#j`MH{>
5.6图像的锐化124 .wD>Gs{sH[
5.6.1边界提取和锐化124 ^Wm*-4
5.6.2锐化滤波器125 ?&6Q%IUW1
5.7图像的边缘检测127 2qlIy
5.7.1边缘检测算子127 TywK\hH
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 W1hX?!xp!
5.8基于灰度的图像分割131 "
<Qm
-
5.9图像的膨胀与腐蚀134 ~~@y_e[N#l
5.9.1膨胀和腐蚀134 -qfnUh
5.9.2结构元素134 [EER4@_
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 r,0@~;zA
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 cN 5"i0xk
参考文献136 U:\p$ hL9
a}dw9wU!:
第三部分 实例篇 a>w~FUm*
第6章课程设计综合实例139 )%t7\1)B3
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 fq=:h\\G
6.1.1设计目的139 { l@WCR
6.1.2设计任务及具体要求139 0X#+#[W
6.1.3基本原理概述139 m d_g}N(C
6.1.4设计方案及验证140 PV(4$I}
参考文献148 SwX@I6huM
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 :xtT)w
6.2.1设计目的148 = gs~\q
6.2.2设计任务及要求148 /e(W8aszi
6.2.3设计原理概述149 Y 0}4WWV
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 `6}Yqh))
参考文献154 &}E:jt}
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 m
&!X A
6.3.1设计目的154 E? _ zZ2
6.3.2设计任务及要求155 `
jyKCm.$#
6.3.3设计原理概述155 b Ob
Nc
6.3.4MATLAB仿真实现155 ?aFZOc4
参考文献160 ; [FLT:$
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 _N @(Y :
6.4.1设计目的161 xj7vI&u.
6.4.2设计任务及要求161 J)Ol"LXV
6.4.3设计原理概述161 t H,sql)
6.4.4设计实现163 hX3@f;[B2
参考文献169 W"t"X ~T3
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Z0W0uP;J
6.5.1设计目的169 #2N_/J(U
6.5.2设计任务及要求169 *E7R( #,yC
6.5.3设计原理概述169 d#8e~
6.5.4设计实现171 7f*
RM
参考文献178
#Z0-8 <\
6.6基于MATLAB的相关识别178 @ h9K
6.6.1设计目的178 2lo:a{}j
6.6.2设计任务及要求178 ]=Pu\eE
6.6.3设计原理概述178 TRy^hr8~
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 1yS&~
y?a
参考文献183 >jKjh!`)!e
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 h7*O.Opm =
6.7.1设计目的183 _*n)mlLln
6.7.2设计任务及要求183 h1-Gp3#
6.7.3设计原理概述183 }1@E"6kF
6.7.4设计实现185 H?{ MRe
参考文献187 87}(AO)
6.8基于MATLAB的激光束合成187 Zw24f1iY
6.8.1设计目的187 NNp}|a9
6.8.2设计任务及要求188 lQ$+JX;n(y
6.8.3设计原理概述188 A2 BRbwr>
6.8.4设计实现188 yquAr$L!
参考文献193 {=iyK/Uf
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 #9,=Owup
6.9.1设计目的194 D2] ZMDL.
6.9.2设计任务及要求194 vpV$$=Qwp
6.9.3设计原理概述194 ?;RD u[eD
6.9.4设计实现197 =f `=@]
参考文献200 N iISJWk6'
6.10基于MATLAB的人脸识别200 $Elkhe]O %
6.10.1设计目的200 gwq`_/d}
6.10.2设计任务及具体要求201 URQ@= W7
6.10.3基本原理概述201 bRsc-Fz6
6.10.4设计方案及验证201 s`1^*Dl%+
6.10.5结论208 >f%, `r
参考文献208
