《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。 ofQs
/
《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。 ISs &1`Y
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。 x,25ROaHY
A'z]?xQR
第一部分 语言篇 O@a OKk
第1章MATLAB语言概述3 ?96r7C|
1.1MATLAB简介3 lt6wmCe
1.1.1MATLAB的发展历程3 GEc-< `-
1.1.2MATLAB的主要特点3 DPxx9lN_rx
1.2MATLAB的系统组成4 AYfOETz
1.2.1MATLAB开发环境4 #C&';HB;y
1.2.2MATLAB数学函数库5 =|1_6.tz
1.2.3MATLAB语言5 E b[;nk?
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Eb4NPWo
1.2.5MATLAB程序接口5 it\$Pih]
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 >
UZ-['H
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 3Jizv,?
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 &@oI/i&0B
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 qSr]d`7@
1.4.1菜单和工具栏9 U? Jk
1.4.2命令行窗口10 g@>llv e{
1.4.3工作区11 3oLF^^^g
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 LP#wE~K "b
1.5.1帮助窗口11 . J O3#
1.5.2帮助命令12 )mm0PJF~q
1.5.3演示系统（Demos）13 Lf5zHUH
1.5.4帮助系统导航浏览器13 A)]&L`s
1.5.5远程帮助系统14 ]Wkgpfd56
1.6MATLAB的基本操作命令14 (_e[CqFu
1.6.1通用命令和编辑键14 JyE-c}I
1.6.2文件管理15 g]vB\5uA:
1.7MATLAB使用初步16 n/1t UF
习题16 #9|&;C5',!
第2章MATLAB的基本语法17 c<|y/n
2.1数据类型17 68u?}8}
2.1.1数值类型17 X|{T ljn
2.1.2字符串17 rk1,LsZVS
2.1.3逻辑类型19 #[=kQ&
2.1.4元胞数组20 v mAnBY
2.1.5构架数组21 *xNc^ &.
2.1.6函数句柄（function）21 jI\@<6O
2.2变量22 /";tkad^
2.2.1变量命名的规则22 I9 qZE=i
2.2.2变量的赋值22 Mrrpm% Y
2.2.3MATLAB变量的显示23 gf8o~vKX$G
2.2.4MATLAB变量的存取24 aNu.4c/ 5
2.3数组及向量运算24 {4 Yx h8
2.3.1数组和向量的创建24 c_vGr55
2.3.2数组的寻址27 j<(E %KN3
2.3.3数组的运算27 .S|7$_9;b
2.3.4向量运算29 s*Qyd{" z
2.4矩阵及其运算30 v>`Fo[c
2.4.1矩阵的创建30 "G@K(bnHn
2.4.2矩阵的运算31 9 o,` peH
2.4.3矩阵的常用函数运算33 KuJ9bn{u!C
2.5多项式及其运算34 i24k
]F
2.5.1多项式的构造34 0V3dc+t)O
2.5.2多项式的运算34 1=J& ^O{W
2.5.3多项式拟合36 _$AM =?P &
2.6符号运算37 5{b;wLi$X2
2.6.1基本符号对象37 lW| =rq-|
2.6.2符号表达式38 ."ZG0Zg
2.6.3符号表达式的运算38 QtnNc!,n
2.6.4常用的符号运算39 l[i4\ CT
2.7MATLAB绘图40 >ZkL`!:s
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 }
TUr96
2.7.2二维绘图41
E$
\l57
2.7.3图形修饰43 7~P2q/2E>
2.7.4三维绘图46 `D%i`"~Lf&
2.7.5特殊图形48 !+3&%vQ)
2.7.6四维图形50 Rr
[_t FM
2.8MATLAB程序设计51 8D)1ZUx7`
2.8.1M文件编辑器51 j?u1\<m
2.8.2命令文件53 0+iRgnd9?
2.8.3函数文件53 0M;g&&mF
2.8.4M文件的规则54 ({rcH.:
2.8.5全局变量与局部变量54 [w<_Wj
2.8.6程序流控制55 c"tlNf ?
2.8.7程序设计举例58 / b>xQ.G
2.8.8程序设计的基本原则60 :N<Qk
习题60 ?rOj?J9
参考文献62 9BZ B1o X
)zO|m7
第二部分 应用篇 z&H.fs L
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 H,TApF89A
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 r1
:TM|5L
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 r4P%.YO+X
3.1.2电矢量垂直入射面66 bxYSZCo*
3.1.3菲涅耳公式66 ~9o@1TO:v
3.2光的干涉68 =SmU ;t>t/
3.2.1波的叠加原理68 KgM|:'
3.2.2光波的干涉71 bp'%UgA)1
3.2.3杨氏干涉实验71 fUf 1G{4
3.2.4牛顿环74 (pCHj'
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Sydl[c pH$
3.3光的衍射79 =_=%1rI~
3.3.1光的衍射现象79 }JtcAuQt
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 Q^va +O
3.3.3光栅衍射83 j.6!T'$|
3.4光的偏振84 'V%w{ZiiV
3.4.1光波的偏振态84 9LPXhxNwB
3.4.2光波的偏振态的仿真85 )6%*= -
3.5平行光束通过透镜聚焦87 *J^FV^E``
3.5.1平凸透镜光线追迹87 tYTl- c
参考文献90 [@/p 8I
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ;Eg l8Vhr
4.1信息光学函数91 o% Q7 el$f
4.1.1矩形函数91 q'7.lrKwa>
4.1.2阶跃函数93 7./-|#
4.1.3符号函数94 H[: lQ\
4.1.4sinc函数94 G[ns^
4.1.5高斯函数95 XBX`L"0
4.2傅里叶变换97 , V j&
4.3卷积定理99 FT>>X P8
4.4傅里叶透镜的仿真101 jQ7;-9/~N
4.5计算全息103 n&&C(#mBC
4.5.1全息透镜103 4s Sw7`
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 +MHIZI
参考文献107 28M^ F~0
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 ~Fo2M wE2~
5.1图像及数字图像简介108 ~G8l1dD
5.1.1索引图像108 8 [,R4@
5.1.2RGB图像109 ^GYVRD
5.1.3二值图像109 /T {R\
5.1.4灰度图像109 S['%>
5.2数字图像的读取、显示及输出110 IC"ktv bHz
5.2.1图像的读取110 0FL'8!e<
5.2.2图像的显示110 % &H^UxC
5.2.3图像的输出112 [oBRH]9cq
5.2.4添加颜色条112 =d@)*W 6
5.3图像类型的转化113 nfZe"|d
5.3.1dither函数113 r9 1i :
5.3.2gray2ind函数114 K5bR7f:
5.3.3im2bw函数115 4_2oD cdf
5.3.4rgb2gray函数116 Nk%$;Si
5.3.5rgb2ind函数116 OU/3U(%n]e
5.4图像的代数操作117 QT F1~A\
5.4.1图像的相加117 h7.jWJTo
5.4.2图像的相减119 bhg6p$411
5.4.3图像的相乘121 *
#z@b
5.4.4图像的相除121 dR>$vbjh1Z
5.5图像的对比度增强123 %< ;u
JP K
5.5.1线性变换123 FB,rQ9D
5.5.2非线性变换123 ZF #lh]
5.6图像的锐化124 MVQ6I/EA4
5.6.1边界提取和锐化124 ~z41$~/
5.6.2锐化滤波器125 d'Dd66
5.7图像的边缘检测127 xr Ne: Aj
5.7.1边缘检测算子127 3*7 klu
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 Kn?h
5.8基于灰度的图像分割131 vz: VegS
5.9图像的膨胀与腐蚀134 nnu#rtvZp}
5.9.1膨胀和腐蚀134 j+ lcj&V#
5.9.2结构元素134 lFA-T I&
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 u]9 #d^%V
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 wLfH/J
参考文献136 w JgH15oB
|{%$x^KyJ
第三部分 实例篇 Mbly-l{|
第6章课程设计综合实例139 .
Wd0}?}
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 wYS r.T8Q
6.1.1设计目的139 &`]T# ">
6.1.2设计任务及具体要求139 X*Q<REDB
6.1.3基本原理概述139 W kp He
6.1.4设计方案及验证140 JnQ@uZb`
参考文献148 [%Z{M p'g
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 x],XiSyp
6.2.1设计目的148 m("KLp8
6.2.2设计任务及要求148 >B$ IrM7J
6.2.3设计原理概述149 MQ' =qR
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 qsQTJlq)
参考文献154 j(p e6
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 @6;ZP1
6.3.1设计目的154 4z OFu/l6R
6.3.2设计任务及要求155 ?ZhB S3L
6.3.3设计原理概述155 !Ap*PL
6.3.4MATLAB仿真实现155 T$DFTr\\
参考文献160 /Ea&Zm
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 u@Z6)r'
6.4.1设计目的161 P+e {,~o
6.4.2设计任务及要求161 ]% G# x
6.4.3设计原理概述161 i DsY 5l
6.4.4设计实现163 j97K\]tQ
参考文献169 U4iVI #f
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 G }]'}FUp
6.5.1设计目的169 J0t_w M Ja
6.5.2设计任务及要求169 ` 0 W+(9}
6.5.3设计原理概述169 dL1{ i ,M
6.5.4设计实现171 b>}
)G7b}
参考文献178 4~d:@Gmk&
6.6基于MATLAB的相关识别178 B+c,3@)x
6.6.1设计目的178 1l.HQ IS
6.6.2设计任务及要求178 7VLn $q]:
6.6.3设计原理概述178 O? 7hT!{
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 P;IM -]
参考文献183 LZJFp@
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 M'NOM>8
6.7.1设计目的183 9SU/ 86|N
6.7.2设计任务及要求183 5E${
6.7.3设计原理概述183 )<5hga][~a
6.7.4设计实现185 @~ i : 8
参考文献187 uPb. uG
6.8基于MATLAB的激光束合成187 Rf{YASPIw&
6.8.1设计目的187 _6aI>b#yL
6.8.2设计任务及要求188 +rDKx (Rk
6.8.3设计原理概述188 @8cn<+"b
6.8.4设计实现188 uJ3*AO
参考文献193 i \ )$
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 :M@#.
6.9.1设计目的194 %(r.`I$
6.9.2设计任务及要求194 87R$Y> V
6.9.3设计原理概述194 XU`vs`/
6.9.4设计实现197 G~f|Sx
参考文献200 8HWEObRY
6.10基于MATLAB的人脸识别200 t2FA|UF
6.10.1设计目的200 yk2XfY
6.10.2设计任务及具体要求201 TTSq }sb}
6.10.3基本原理概述201 "l(<<Ha/
6.10.4设计方案及验证201 .h@bp1)l
6.10.5结论208 jq(rn bV
参考文献208
