《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。 ^;wz+u4^l
《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。 M"yOWD~s~
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。 !1Nh`FN
'u6n,yRm
第一部分 语言篇 d2T a&Md
第1章MATLAB语言概述3 y wA7hm
1.1MATLAB简介3 ' 1X^@]+6
1.1.1MATLAB的发展历程3 AYfL} X<Ig
1.1.2MATLAB的主要特点3 b"w@am>&
1.2MATLAB的系统组成4 |q pFR)l
1.2.1MATLAB开发环境4 D/+l$aBz
1.2.2MATLAB数学函数库5 f(
<O~D
1.2.3MATLAB语言5 K?>sP%m )
1.2.4MATLAB图形处理系统5 1P
WTbd l
1.2.5MATLAB程序接口5 Cng_*\=O
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 4<Kx o\\S
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 uzIM?.H
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 H\$uRA oo*
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 d=dHY(ms]
1.4.1菜单和工具栏9 :KS"&h{ SY
1.4.2命令行窗口10 c[Z#q*Q
1.4.3工作区11 Vz e vOS
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 (,b\"Q
1.5.1帮助窗口11 xXS fYW
1.5.2帮助命令12 v7,- Q*
1.5.3演示系统（Demos）13 gy xC )br
1.5.4帮助系统导航浏览器13 uw(Ml=
1.5.5远程帮助系统14 m@2=v q1f
1.6MATLAB的基本操作命令14 tTT
:r),}$
1.6.1通用命令和编辑键14 "^wIixOH5
1.6.2文件管理15 h=^UMat-
1.7MATLAB使用初步16 2 a*+mw
习题16 o>|DT(Ib
第2章MATLAB的基本语法17 O+]'*~a
2.1数据类型17 uZ'(fnZ$
2.1.1数值类型17 &joP-!"
2.1.2字符串17 OxUc,%e9P
2.1.3逻辑类型19 p-H}NQ\
2.1.4元胞数组20 9+ |W;
2.1.5构架数组21 tJA" BP3f
2.1.6函数句柄（function）21 O`T_'.Lk
2.2变量22 |XV`A)=f
2.2.1变量命名的规则22 t< " %m)J
2.2.2变量的赋值22 4gZ)9ya
2.2.3MATLAB变量的显示23 Wl }J=
2.2.4MATLAB变量的存取24 IkO [R1K
2.3数组及向量运算24 J0B*V0'zR
2.3.1数组和向量的创建24 N :~4>p44[
2.3.2数组的寻址27 dA <_`GFR
2.3.3数组的运算27 $F NH:r<
2.3.4向量运算29 E&f/*V^
2.4矩阵及其运算30 x=kJl GT
2.4.1矩阵的创建30 5&xbGEP$
2.4.2矩阵的运算31 4*HBCzr7[
2.4.3矩阵的常用函数运算33 $k`j";8uR
2.5多项式及其运算34 VCwC$ts
2.5.1多项式的构造34 1DGl[k/zv
2.5.2多项式的运算34 -)xl?IB%
2.5.3多项式拟合36 & .qLE
2.6符号运算37 3*\hGt,ZP
2.6.1基本符号对象37 BqUwv B4
2.6.2符号表达式38 }pGj c_:']
2.6.3符号表达式的运算38 W }v
,6Oe
2.6.4常用的符号运算39 \:+ NVIN
2.7MATLAB绘图40 dI>cPqQ
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 db&!t!#,
2.7.2二维绘图41 +\?+cXSc
2.7.3图形修饰43 1
1(GCu
2.7.4三维绘图46 |<O^M q
2.7.5特殊图形48 <{@ D^L6h
2.7.6四维图形50 ^Cvt^cI
2.8MATLAB程序设计51 v=Q!ioE7
2.8.1M文件编辑器51 X Vb9)a
2.8.2命令文件53 Z#D*HAd`
2.8.3函数文件53 z, FPhbFn
2.8.4M文件的规则54 q=-h#IF^
2.8.5全局变量与局部变量54 I
zV c
2.8.6程序流控制55 <N>7.G
2.8.7程序设计举例58 JSmg6l?[u
2.8.8程序设计的基本原则60 G~ LQM
习题60 {Ppb ;
参考文献62 2
/*z5
:qzh kKu
第二部分 应用篇 ^bfU>02Q6p
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 H328I}7
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 WKG~r-%
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 MZxU)QW1
3.1.2电矢量垂直入射面66 ]7oo`KcQ|
3.1.3菲涅耳公式66 %9J:TH9E)
3.2光的干涉68 TjI&8#AWBA
3.2.1波的叠加原理68 '-Oh$hqCx|
3.2.2光波的干涉71 W39J)~D^@
3.2.3杨氏干涉实验71 Z^=(9 :
3.2.4牛顿环74 ~*]7f%L-
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 [:q J1^U U
3.3光的衍射79 L C$M_Cpw
3.3.1光的衍射现象79 V?mk*C U
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 0AF,} &$
3.3.3光栅衍射83 Z9q4W:jyS
3.4光的偏振84 #2$wI^O
3.4.1光波的偏振态84 +$#XV@@~
3.4.2光波的偏振态的仿真85 -$Kc"rX
3.5平行光束通过透镜聚焦87 &9z&#`AY]>
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ~%eE%5!k
参考文献90 ]6s/ y
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 w'XSkI_ay
4.1信息光学函数91 ~)[ pL(4
4.1.1矩形函数91 y>#kT
4.1.2阶跃函数93 ~4O3~Y_+GN
4.1.3符号函数94 5wha _Yet
4.1.4sinc函数94 ,-8Xb+!8I
4.1.5高斯函数95 MPn/"Fij$
4.2傅里叶变换97 EyA(W;r.
4.3卷积定理99 ;' |CSjco
4.4傅里叶透镜的仿真101 MgN;[4|[h
4.5计算全息103 @F*z/E}e
4.5.1全息透镜103 V~Z )^.6
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ' o*\ N%
参考文献107 Cbl>eKw
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 bv7xh*/
5.1图像及数字图像简介108 ~66v.`K!
5.1.1索引图像108 ,fN <I
5.1.2RGB图像109 ZX.,<vumSy
5.1.3二值图像109 %++S;#)~
5.1.4灰度图像109 Uovna:"
5.2数字图像的读取、显示及输出110 b'` XFB#V
5.2.1图像的读取110 qJO6m-
5.2.2图像的显示110 E>gLUMG$
5.2.3图像的输出112 /~7M @`1
5.2.4添加颜色条112 JUXBMYFus
5.3图像类型的转化113 Evqy e;
5.3.1dither函数113 2"j&_$#l5X
5.3.2gray2ind函数114 DMs8B&Y=
5.3.3im2bw函数115 Io>U-Zd\>
5.3.4rgb2gray函数116 ^k{/Y l
5.3.5rgb2ind函数116 x1STjI>i
5.4图像的代数操作117 k 6GQH@y!
5.4.1图像的相加117 (n_.bSI
5.4.2图像的相减119 #pP R>,4
5.4.3图像的相乘121 HZS.%+2
5.4.4图像的相除121 $G9E=wn
5.5图像的对比度增强123 k>8OxpaWv?
5.5.1线性变换123 +
65<|0
5.5.2非线性变换123 ,KF>@3f
5.6图像的锐化124 2 n2,MB
5.6.1边界提取和锐化124 k6Vs#K7a
5.6.2锐化滤波器125 zQt)>Qx_
5.7图像的边缘检测127 7}~nQl2
5.7.1边缘检测算子127 mo= @Zt
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 (!0_s48f
5.8基于灰度的图像分割131 UEm4):/}
5.9图像的膨胀与腐蚀134 +l!.<:sp
5.9.1膨胀和腐蚀134 kK
5~hpv
5.9.2结构元素134 dVGcth;
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 l&"bm C:xr
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 D+oV( Pw,
参考文献136 e8egxm
TaKHr$h
第三部分 实例篇 RZSEcRlN
第6章课程设计综合实例139 >yqEXx5{
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 &hi] [Pt
6.1.1设计目的139 /k^j'MMQs6
6.1.2设计任务及具体要求139 RU=g|TL
6.1.3基本原理概述139 EG8z&^O x
6.1.4设计方案及验证140 7Wiwnv_"
参考文献148 p;R&h4H
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 A e2Y\ sAV
6.2.1设计目的148 [xDIK8d:I
6.2.2设计任务及要求148 up J y,|5
6.2.3设计原理概述149 ;i+(Q%LO
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149
:J )^gc
参考文献154 t*6C?zEAU
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 0t MzVx S
6.3.1设计目的154 ^{++h?cS)
6.3.2设计任务及要求155 // Xz
6.3.3设计原理概述155 I/v#!`L
6.3.4MATLAB仿真实现155 W&Xi &[Ux
参考文献160 rEU1
V vE
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 6Q+VW_~
6.4.1设计目的161 akHQ&+[j
6.4.2设计任务及要求161 BP 4vOZ0$
6.4.3设计原理概述161 (>P z3 7
6.4.4设计实现163 a<+Rw{
参考文献169 5`K'2
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ,c;#~y
6.5.1设计目的169 6G-XZko~a
6.5.2设计任务及要求169 U^-J _ yq
6.5.3设计原理概述169 pH@yE Vf
6.5.4设计实现171 v{\~>1J{
参考文献178 [r'hX#
6.6基于MATLAB的相关识别178 Kj6+$l
6.6.1设计目的178 2"Y=*s
6.6.2设计任务及要求178 ^AUQsRA7PZ
6.6.3设计原理概述178 0upZ4eN
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 HI)U6.'
参考文献183 ];0:aSi#
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 v\kd78,
6.7.1设计目的183 wo^1%:@/ 2
6.7.2设计任务及要求183 W*4!A\K
6.7.3设计原理概述183 <) @^TRS
6.7.4设计实现185 uQWd`7
参考文献187 O}7 aX '
6.8基于MATLAB的激光束合成187 23q2u6.F`
6.8.1设计目的187 L +)mZb&
6.8.2设计任务及要求188 ayA_[{j%X
6.8.3设计原理概述188 u)ZZ /|
6.8.4设计实现188 Aq/wa6^ %
参考文献193
'F N3r
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 +Pn` AV1
6.9.1设计目的194 `"bp -/
6.9.2设计任务及要求194 a3(f\MM xE
6.9.3设计原理概述194 KhbbGdmfS$
6.9.4设计实现197
2f -Or/v
参考文献200 v8A{ q
6.10基于MATLAB的人脸识别200 P99s
6.10.1设计目的200
(8j@+J
6.10.2设计任务及具体要求201 hM`*- +Zb
6.10.3基本原理概述201 );x[1 *e
6.10.4设计方案及验证201 .ZH5^Sv$vp
6.10.5结论208 Xec U&
参考文献208
