《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。 A1-,b.Ni
《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 +
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。 Ht(TYq
c{I]!y^!
第一部分 语言篇 #jg-q|nd
第1章MATLAB语言概述3 KFHZ3HZ :>
1.1MATLAB简介3 {+hABusq
1.1.1MATLAB的发展历程3 <I34@;R c
1.1.2MATLAB的主要特点3 >pLJ ,Z
1.2MATLAB的系统组成4 7;AK=;
1.2.1MATLAB开发环境4 .,xyE--;d
1.2.2MATLAB数学函数库5 O}Pqbx&
1.2.3MATLAB语言5 H
Eq{TUTr
1.2.4MATLAB图形处理系统5 j67ppt
1.2.5MATLAB程序接口5 p03I&d@w>
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 = NZgbl
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 V&:x+swt
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 t e-xhJ&K
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 MWA,3I\.
1.4.1菜单和工具栏9 %K|f,w =m
1.4.2命令行窗口10 3`%E;?2
1.4.3工作区11 /\- }-"dm
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 bKM*4M=k
1.5.1帮助窗口11 hZ* vk
1.5.2帮助命令12 'hU5]}=
1.5.3演示系统（Demos）13 zhs @ YMY
1.5.4帮助系统导航浏览器13 1bQO:n):~
1.5.5远程帮助系统14 8Lx/ZGy
1.6MATLAB的基本操作命令14 5uQ+'*xN%
1.6.1通用命令和编辑键14 \]f+{d- &
1.6.2文件管理15
9)W3\I>U-
1.7MATLAB使用初步16 g]: [ ^p
习题16 l 1k&@1"
第2章MATLAB的基本语法17 xH:L6K/c
2.1数据类型17 VqW5VL a
2.1.1数值类型17 %AA&n*m
2.1.2字符串17 A /I\M N|
2.1.3逻辑类型19 ^.8~}TT-U
2.1.4元胞数组20 dV38-IfGkl
2.1.5构架数组21 A/2$~4,
2.1.6函数句柄（function）21 nL=+`aq_
2.2变量22 dB6 ,pY(
2.2.1变量命名的规则22 R&.&x'<
2.2.2变量的赋值22 T.;{ f{
2.2.3MATLAB变量的显示23 yPtE5"(o
2.2.4MATLAB变量的存取24 TYGI
f4z
2.3数组及向量运算24 /}~=)QHH
2.3.1数组和向量的创建24 -fFtHw:kHh
2.3.2数组的寻址27 '[liZCg
2.3.3数组的运算27 a)pc +w#
2.3.4向量运算29 07:V[ @'
2.4矩阵及其运算30 -V6c aVlg
2.4.1矩阵的创建30 7 >gjq'0
2.4.2矩阵的运算31 fu b04x)
2.4.3矩阵的常用函数运算33 y @~ VE5N
2.5多项式及其运算34 0)d= '3S
2.5.1多项式的构造34 T{Xd >
2.5.2多项式的运算34 jdJT OT
2.5.3多项式拟合36 46D`h!7L
2.6符号运算37 ) dk|S\
2.6.1基本符号对象37 vO2WZ7E!
2.6.2符号表达式38 <`pNdy4
2.6.3符号表达式的运算38 .
KLEx]f.
2.6.4常用的符号运算39 |3e+ K.
2.7MATLAB绘图40 ]?1_.Wjtt
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 bKsjbY uo
2.7.2二维绘图41 3f^Pr
2.7.3图形修饰43 fV>d_6Lf}
2.7.4三维绘图46 RR[zvH} E
2.7.5特殊图形48 ;]grbqXVE
2.7.6四维图形50 o-H?q!
2.8MATLAB程序设计51 Up?RN %gq
2.8.1M文件编辑器51
"LB
MYZ
2.8.2命令文件53 q}L`8(a
2.8.3函数文件53 37kFbR@x
2.8.4M文件的规则54 Jg=!GU/::
2.8.5全局变量与局部变量54 b;jdk w|
2.8.6程序流控制55 Z
C01MDIY
2.8.7程序设计举例58 P05`DX}r,
2.8.8程序设计的基本原则60 ;@qS#7SRB
习题60 I9G^T' W
参考文献62 1i$VX|r
1!(lpp
第二部分 应用篇 Wj,s /Yr:
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 uT, i&
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 B@M9oNWHu
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ~) _ Nh
3.1.2电矢量垂直入射面66 Hh;lT
3.1.3菲涅耳公式66 M]6+s`?r
3.2光的干涉68 kQbZ!yl>[
3.2.1波的叠加原理68 O>pX(D S
L
3.2.2光波的干涉71 bC: sd2s
3.2.3杨氏干涉实验71 sPZwA0%
3.2.4牛顿环74 ,o n]Fts
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 c|.te]!ds
3.3光的衍射79 .+(V</
3.3.1光的衍射现象79 N\__a~'0p
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 W>a}g[ Ad
3.3.3光栅衍射83 ~wuCa!!A
3.4光的偏振84 \;N+PE
3.4.1光波的偏振态84 %z@ Z^Jv
3.4.2光波的偏振态的仿真85 J.h` 0$!
3.5平行光束通过透镜聚焦87 FCNYfjB%
3.5.1平凸透镜光线追迹87 o%~fJx:]y
参考文献90 ?SgFD4<~P
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 &6OY ^6<
4.1信息光学函数91 :a/rwZ[r
4.1.1矩形函数91 Q GfwvFm
4.1.2阶跃函数93 VnW6$W?g
4.1.3符号函数94 G(wK (P0j
4.1.4sinc函数94 9R8q+2
4.1.5高斯函数95 ~xxq.rL"
4.2傅里叶变换97 5&Yt =)c\
4.3卷积定理99 2fr%_GNu
4.4傅里叶透镜的仿真101 \u`P(fI!K%
4.5计算全息103 k@lJ8(i^qU
4.5.1全息透镜103 D% o(HS\E
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 G3TS?u8Q
参考文献107 9k71h`5
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 gq+0t
5.1图像及数字图像简介108 b>p_w%d[[J
5.1.1索引图像108 lfM vNv
5.1.2RGB图像109 1 jB0gNe
5.1.3二值图像109 u|}\Af
5.1.4灰度图像109 `Z,WKus
5.2数字图像的读取、显示及输出110 :1 qLRr
5.2.1图像的读取110 ?1\I/ 'E9
5.2.2图像的显示110 ZPw4S2yw3.
5.2.3图像的输出112 wnd
#J `
5.2.4添加颜色条112 .B~yI3D`M
5.3图像类型的转化113 p3 5)K5V
5.3.1dither函数113 ":+d7xR ?o
5.3.2gray2ind函数114 `&c[ s%0
5.3.3im2bw函数115 C2rG3X^~Jm
5.3.4rgb2gray函数116 j;}-x1R
5.3.5rgb2ind函数116 &q|vvF<G
5.4图像的代数操作117 k u m@cA
5.4.1图像的相加117 wwdmz;0S
5.4.2图像的相减119 f91]0B `C
5.4.3图像的相乘121 Y G0/e#5
5.4.4图像的相除121 V z
5.5图像的对比度增强123 }bw^p.ci
5.5.1线性变换123 =K s&m4
5.5.2非线性变换123 Xu Jyso9kA
5.6图像的锐化124 ]*a(^*}A%
5.6.1边界提取和锐化124 zu?112-v2
5.6.2锐化滤波器125 *c4Oh MU(
5.7图像的边缘检测127 *3Lo[GE>
5.7.1边缘检测算子127 <$?#P#A
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 Cu%BU}(
5.8基于灰度的图像分割131 ]g$ ky.;
5.9图像的膨胀与腐蚀134 v0)
%S
5.9.1膨胀和腐蚀134 N:3=G`Ws
5.9.2结构元素134 +$ djX=3
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 YC%x W*
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ]p+KN >1e
参考文献136 4ZUtK/i+r
oO[eer_S-
第三部分 实例篇 tBzE(vW
第6章课程设计综合实例139 _"Y7 }A\9
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ~H \P0G5GA
6.1.1设计目的139 -]KgLgJ
6.1.2设计任务及具体要求139 PYi<i Sr
6.1.3基本原理概述139 M)K!!Jqh
6.1.4设计方案及验证140 , Zie2I?q
参考文献148 )OQm,5F1
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 f 1SKOq
6.2.1设计目的148 E^n!h06~G
6.2.2设计任务及要求148 5 K B Z-,
6.2.3设计原理概述149 |+8rYIms`
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 9-j-nx
@)
参考文献154 Nz{qu}dt
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154
'uz o [>p
6.3.1设计目的154 FP {=b/
6.3.2设计任务及要求155 Jityb}Z "
6.3.3设计原理概述155 ,.{M1D6'R`
6.3.4MATLAB仿真实现155 ;FwUUKj
参考文献160 iDDq<a.A
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 V+sZ;$
6.4.1设计目的161 ]2"UR_x
6.4.2设计任务及要求161 `>KNa"b%$
6.4.3设计原理概述161 ]{i0?c
6.4.4设计实现163 R7:u 8-dU1
参考文献169 'U&]KSzxv
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 tAjT-CXg
6.5.1设计目的169 p\~ a=
6.5.2设计任务及要求169 Ye|gW=FUR
6.5.3设计原理概述169 c9H6\ &
6.5.4设计实现171 W)Y-^i5
参考文献178 -+q g
6.6基于MATLAB的相关识别178 !|VtI$I>x
6.6.1设计目的178 A-vYy1,'
6.6.2设计任务及要求178 \0}bOHqEH
6.6.3设计原理概述178 Ro$*bN6p
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 3k6Dbz
参考文献183 L1lDDS#
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 H]V(qq{
6.7.1设计目的183
1l}Am>}
6.7.2设计任务及要求183 Qj
[p/H$
6.7.3设计原理概述183 (F;*@Z*R
6.7.4设计实现185 yp]vDm
参考文献187 b't6ekkN
6.8基于MATLAB的激光束合成187 D)L~vA/8b
6.8.1设计目的187 Z< C39s
6.8.2设计任务及要求188 ,lCFe0>k!=
6.8.3设计原理概述188 WM$Z?CN%KB
6.8.4设计实现188 yIpgZ0:h
参考文献193 k <fR )o
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 hms Aim9i
6.9.1设计目的194 PCDvEbpG
6.9.2设计任务及要求194 !: vQg+S
6.9.3设计原理概述194 \l[AD-CZPh
6.9.4设计实现197 g~|x^d^;|
参考文献200 Kzt:rhiB
6.10基于MATLAB的人脸识别200 8PeVHpZ
6.10.1设计目的200 =RWY0| f
6.10.2设计任务及具体要求201 (ux9"r^g;x
6.10.3基本原理概述201 |tY6+T}
6.10.4设计方案及验证201 6>)KiigZ\
6.10.5结论208 qncZpXw^
参考文献208
