《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。 h%'
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《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。 v{o? #Sk1
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。 2xDQ :=ec
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第一部分 语言篇 3c b[RQf
第1章MATLAB语言概述3 B22b&0
1.1MATLAB简介3 m$?.Yig?
1.1.1MATLAB的发展历程3 H"_ v+N5=
1.1.2MATLAB的主要特点3 L_^`k4ct
1.2MATLAB的系统组成4 3!aEClRtq
1.2.1MATLAB开发环境4 +$PFHXB
1.2.2MATLAB数学函数库5 z=qWJQ
1.2.3MATLAB语言5 %VWp&a8
1.2.4MATLAB图形处理系统5 x@Y|v@}BE
1.2.5MATLAB程序接口5 /u= aX
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 mH)OB?+lq
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 [<yz)<<
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 mf}\s]_c
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 2 l(Dee Y
1.4.1菜单和工具栏9 L?HF'5o
1.4.2命令行窗口10 k d+l k:
1.4.3工作区11 >Fyu@u
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 _%%yV
1.5.1帮助窗口11 _lP4}9 p
1.5.2帮助命令12 )A"jVQjI%w
1.5.3演示系统（Demos）13 pw3 (t
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ;|!MI'Af
1.5.5远程帮助系统14 ;1@C_5C
1.6MATLAB的基本操作命令14 !Av1Leb9$
1.6.1通用命令和编辑键14 kbhX?; <`
1.6.2文件管理15 M6_-f ;.
1.7MATLAB使用初步16 ds]?;l"
习题16 ^>^ \ CP]
第2章MATLAB的基本语法17 Jn*Nao_)
2.1数据类型17 g5}lLKT
2.1.1数值类型17 VHW`NP 5Jl
2.1.2字符串17 ,Aj }]h\L
2.1.3逻辑类型19 xQo~%wW,?
2.1.4元胞数组20 <(YF5Xm6$h
2.1.5构架数组21 $ @2"{9Z
2.1.6函数句柄（function）21 vL$|9|W(
2.2变量22 !!WJ n}
2.2.1变量命名的规则22 b66R}=P l
2.2.2变量的赋值22 zmb@*/fK
2.2.3MATLAB变量的显示23 @h# Xix7
2.2.4MATLAB变量的存取24 nhewDDu
2.3数组及向量运算24 j=W@P-
2.3.1数组和向量的创建24 3D[=b%2\
2.3.2数组的寻址27 4UD' %}>y
2.3.3数组的运算27 ({e7U17[#
2.3.4向量运算29 | 3giZ{
2.4矩阵及其运算30 6R2uWv
2.4.1矩阵的创建30 )~}PgbZ^
2.4.2矩阵的运算31 E*k([ZL
2.4.3矩阵的常用函数运算33 x>
\Bxa8
2.5多项式及其运算34 p+[} Hxx=
2.5.1多项式的构造34 43L|QF o
2.5.2多项式的运算34 BI.V0@qZ
2.5.3多项式拟合36 ;&kn"b}G;
2.6符号运算37 6vobta^w
2.6.1基本符号对象37 Dx3 %K S
2.6.2符号表达式38 &$#99\ /
2.6.3符号表达式的运算38 B+46 .bIH
2.6.4常用的符号运算39 t 7 7'fm
2.7MATLAB绘图40 K]<u8eF
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 F\LsI;G
2.7.2二维绘图41 +
|C=ZU
2.7.3图形修饰43 a5?A!k\2
2.7.4三维绘图46 C3} Aq8$6
2.7.5特殊图形48 G9Qe121m
2.7.6四维图形50 lw[<S TpD;
2.8MATLAB程序设计51 =dGKF`tR
2.8.1M文件编辑器51 j"hASBTgp
2.8.2命令文件53 TwFb%YM
2.8.3函数文件53 azX`oU,l
2.8.4M文件的规则54 9p`r7:
2.8.5全局变量与局部变量54 B< hEx@
2.8.6程序流控制55 lFf XWNb
2.8.7程序设计举例58 k[9A,N^lZB
2.8.8程序设计的基本原则60 )0-o%- e
习题60 #
X/Q
参考文献62 |>2 : eH
|<(t}}X
第二部分 应用篇 yM ,V rUh
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 A1 -qtAO]
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Qq3fZ=
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 t`u!]DHv
3.1.2电矢量垂直入射面66 wmYvD<
3.1.3菲涅耳公式66 (Es{l a G
3.2光的干涉68 Ttv'k*$cP
3.2.1波的叠加原理68 WZ?!!
3.2.2光波的干涉71 H]Wp%"L
3.2.3杨氏干涉实验71 #El ejQ|?
3.2.4牛顿环74 ?9e]
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ?N>p Z R
3.3光的衍射79 V@Wcb$mgk
3.3.1光的衍射现象79 "HC)/)Mv@
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 |ym%|
B
3.3.3光栅衍射83 ;|TT(P: d
3.4光的偏振84 8=Q V N_
3.4.1光波的偏振态84
maDz W_3
3.4.2光波的偏振态的仿真85
z u<3^=3
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ><Uk*m wL
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ]k*1KP
参考文献90 Ei~f`{i
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 O&'/J8
4.1信息光学函数91 [ /ohk&
4.1.1矩形函数91 2U9&l1P=
4.1.2阶跃函数93 bx>i6
R2
4.1.3符号函数94 uRQ_'l
4.1.4sinc函数94 1 6$y`~c-z
4.1.5高斯函数95 GZ8:e3ri
4.2傅里叶变换97 Bq!cY Wj
4.3卷积定理99 &71e5<(dG
4.4傅里叶透镜的仿真101 I/B1qw;MN
4.5计算全息103 y $V[_TN
4.5.1全息透镜103 j} RzXJ~t
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 (1){A8=?o
参考文献107 J&6:d
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 HC 7 JMj
5.1图像及数字图像简介108 Z;b+> 2oL
5.1.1索引图像108 <LA^%2jT
5.1.2RGB图像109 " s]y!BLk
5.1.3二值图像109 .mPg0
5.1.4灰度图像109 \!H{Ks{#R.
5.2数字图像的读取、显示及输出110 rAXX}"l6s
5.2.1图像的读取110 ^\wl2
5.2.2图像的显示110 =!,Gst_
5.2.3图像的输出112 .Z%G@X*
5.2.4添加颜色条112 *^h_z;{,
5.3图像类型的转化113 HomN/wKh
5.3.1dither函数113 ~O4|K Y
5.3.2gray2ind函数114 9Nt3Z >d
5.3.3im2bw函数115 CBHc A'L
5.3.4rgb2gray函数116 s[c^"@HT
5.3.5rgb2ind函数116 hz)9"B\S
5.4图像的代数操作117 d^84jf.U
5.4.1图像的相加117 o4)hxs
5.4.2图像的相减119 gb 4pN
5.4.3图像的相乘121 >o[|"o LO
5.4.4图像的相除121 e|'N(D}h*
5.5图像的对比度增强123 ("Dv >&w9
5.5.1线性变换123 _V@P-Ye
5.5.2非线性变换123 wUp)JI
5.6图像的锐化124 )saR0{e0N
5.6.1边界提取和锐化124 X\sm[_I
5.6.2锐化滤波器125 RJc%,
]:
5.7图像的边缘检测127 LSkk;)'2K
5.7.1边缘检测算子127 ._<ii 2K'
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 TzM=LvA
5.8基于灰度的图像分割131 9 P"i uU
5.9图像的膨胀与腐蚀134 PZM42"[&
5.9.1膨胀和腐蚀134 7 g6RiH}
5.9.2结构元素134 Y<LNQ]8\G
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 .JAcPyK^
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 #`/QOTnm2c
参考文献136 0BTLcEqgZ
]\;xN~l
第三部分 实例篇 H(qm>h$bU
第6章课程设计综合实例139 crn k|o
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 _t-7$d"
6.1.1设计目的139 w O!u!I
6.1.2设计任务及具体要求139
Hg(5S,O2
6.1.3基本原理概述139 Rd! 2 \|
6.1.4设计方案及验证140 Tbh '_ F6
参考文献148 { ZqQ!!b
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 M|%c(K#E,3
6.2.1设计目的148 *not. 2+
6.2.2设计任务及要求148 F6dr
6.2.3设计原理概述149 ?q Xs-
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 PqEAqP
参考文献154 D4Sh9 :\
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ~A >o O-0K
6.3.1设计目的154 L[C*@
uK
6.3.2设计任务及要求155 Y'N'hRD
6.3.3设计原理概述155 Y4To@TrN#\
6.3.4MATLAB仿真实现155 +,_c/(P
参考文献160 B8~= RmWLl
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 *K)0UKBr
6.4.1设计目的161 fNoR\ 5}!
6.4.2设计任务及要求161 \A(5;ZnuD
6.4.3设计原理概述161 pP\h6b+B
6.4.4设计实现163 M+ aEma
参考文献169 v2J0u:#,
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 RvW.@#E H0
6.5.1设计目的169 4 v qNule
6.5.2设计任务及要求169 {L9yhYw
6.5.3设计原理概述169 4}-#mBV]/
6.5.4设计实现171 AM T slo
参考文献178 sv=H~wce
6.6基于MATLAB的相关识别178 o#e7,O
6.6.1设计目的178 `C'}e
6.6.2设计任务及要求178 2
sSwDF
6.6.3设计原理概述178 K0<yvew
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 x!?Z *v@I
参考文献183 t!jwY /T
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 I:t^S.,
6.7.1设计目的183 ;r!\-]5$
6.7.2设计任务及要求183 w3bIb$12
6.7.3设计原理概述183 <SQ(~xYi
6.7.4设计实现185 6V;:+"BkJ
参考文献187 }, PB qWe
6.8基于MATLAB的激光束合成187 T
% /
6.8.1设计目的187 uaxB -PZ
6.8.2设计任务及要求188 F= i!d,S
6.8.3设计原理概述188 Yy@g9mi
6.8.4设计实现188 DHzkRCM
参考文献193 Wk[)+\WQ?
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 _?b;0{93u
6.9.1设计目的194 x G%*PNM0q
6.9.2设计任务及要求194 e?<D F.Md+
6.9.3设计原理概述194 ) `I=oB
6.9.4设计实现197 +/q0Y` v
参考文献200 /*P7<5n0
6.10基于MATLAB的人脸识别200 qLRE}$P
6.10.1设计目的200 F< |c4
6.10.2设计任务及具体要求201 DV,DB\P$
6.10.3基本原理概述201 a: IwA9!L
6.10.4设计方案及验证201 C1 {ZW~"YI
6.10.5结论208 <gcmsiB|
参考文献208
