《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 N?NY
《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。 j]~;|V5Z
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。 L"e8S%UqX
^~XsHmcQ
第一部分 语言篇 P+K< /i
第1章MATLAB语言概述3 l3[2b
Qx
1.1MATLAB简介3 x/7kcj!O
1.1.1MATLAB的发展历程3 mhpaPin*JS
1.1.2MATLAB的主要特点3 ,aq0Q<}~lc
1.2MATLAB的系统组成4 mqUn3F3
1.2.1MATLAB开发环境4 -!4Mmp"2@u
1.2.2MATLAB数学函数库5 u]RI,3Z
1.2.3MATLAB语言5 7.}Vvg#G
1.2.4MATLAB图形处理系统5 F`))qCgg]
1.2.5MATLAB程序接口5 \2]M &n GT
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 WOkAma-
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 _3YZz$07
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 #$-{hg{
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 awu18(;J
1.4.1菜单和工具栏9 \ 7]0v G
1.4.2命令行窗口10 ;@/^hk{A
1.4.3工作区11 e,V @t%
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ( t[s Sl
1.5.1帮助窗口11 IPHZ~'M
1.5.2帮助命令12 xNAX)v3Z
1.5.3演示系统（Demos）13 [P_@-:(O
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ,#?iu?i/
1.5.5远程帮助系统14 1xBgb/+
1.6MATLAB的基本操作命令14 eICavp
1.6.1通用命令和编辑键14 #X 1 GL
1.6.2文件管理15 3:wN^!A}ve
1.7MATLAB使用初步16 !pT i.3
习题16 05SK$
Y<<
第2章MATLAB的基本语法17 s]X0}"cz
2.1数据类型17 <b>g^ `}?D
2.1.1数值类型17 tleWJR8oc
2.1.2字符串17 P z<
\q;
2.1.3逻辑类型19 yX7P5c.
2.1.4元胞数组20 H;w8[ImK
2.1.5构架数组21 x ky +"
2.1.6函数句柄（function）21 H"5=z7w
2.2变量22 -}x( MZ
2.2.1变量命名的规则22 VPi*9(LS
2.2.2变量的赋值22 z*,J0)<Q
2.2.3MATLAB变量的显示23 " i !Xiy~
2.2.4MATLAB变量的存取24 2p|ed=ly%
2.3数组及向量运算24 +Z7:(o<
2.3.1数组和向量的创建24 |X4 7&Y
2.3.2数组的寻址27 v {r,Wy 3
2.3.3数组的运算27 0]k-0#JM
2.3.4向量运算29 2e?a"Vss
2.4矩阵及其运算30 M4}b l h#
2.4.1矩阵的创建30 ;M<R
e
2.4.2矩阵的运算31 pOq9J7BS
2.4.3矩阵的常用函数运算33 }kZ)|/]kn
2.5多项式及其运算34 )= TS )C4
2.5.1多项式的构造34 Gr&YzbSX
2.5.2多项式的运算34 Wj I NY
2.5.3多项式拟合36 F a+#bX7
2.6符号运算37 6^vz+oN
2.6.1基本符号对象37 b=PB" -
2.6.2符号表达式38 +yd{-iH
2.6.3符号表达式的运算38 | K w}S /F
2.6.4常用的符号运算39 zvOSQxGQ
2.7MATLAB绘图40 _z6 " C8W
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 H^fErl
2.7.2二维绘图41 |% $mN{
2.7.3图形修饰43 (|dN6M-.K
2.7.4三维绘图46 8~|t l,
2.7.5特殊图形48 ItxC}qT
2.7.6四维图形50 \Xpq=2`
2.8MATLAB程序设计51 jM[]Uh
2.8.1M文件编辑器51 )- \[ A<(
2.8.2命令文件53 ~y" ^t@!E
2.8.3函数文件53 "w&G1kw5I
2.8.4M文件的规则54 jrN"en
2.8.5全局变量与局部变量54 :9]"4ktoJ
2.8.6程序流控制55 =bh.V@*
2.8.7程序设计举例58 9jf2b
2.8.8程序设计的基本原则60 3:MAdh[w
习题60 94'0X
参考文献62 mw fl x8
4fL/,j/^
第二部分 应用篇 +
0 |d2_]E
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 O
Ce;8 ^
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 #,;X2% c
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 h
e1=
3.1.2电矢量垂直入射面66 &BE'~G
3.1.3菲涅耳公式66 js F96X{
3.2光的干涉68 ^"{txd?6
3.2.1波的叠加原理68 b
|JM4jgK
3.2.2光波的干涉71 VQ/Jz5^
3.2.3杨氏干涉实验71 !cA4e rBP
3.2.4牛顿环74 l~'NqmXe
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ~9JLqN"
3.3光的衍射79 rssn'h
3.3.1光的衍射现象79 WmTg`[
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 @f%q ,:
3.3.3光栅衍射83 A5 kz(pj
3.4光的偏振84 w6G<&1iH
3.4.1光波的偏振态84 !_pryNcb
3.4.2光波的偏振态的仿真85 H q."_i{I
3.5平行光束通过透镜聚焦87
0=I:VGC3
3.5.1平凸透镜光线追迹87 J`[He$7)
参考文献90 *,#T&M7D
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 R6E.C!EI
4.1信息光学函数91 :M9 E
4.1.1矩形函数91 ,#hx%$f}d
4.1.2阶跃函数93 %Kc 2n9W
4.1.3符号函数94 69J C!du
4.1.4sinc函数94 /5r!F hx
4.1.5高斯函数95 yGX"1Fb?;x
4.2傅里叶变换97 m8NKuhu
4.3卷积定理99 MC lvmv^
4.4傅里叶透镜的仿真101 zMbz_22*
4.5计算全息103 D9-D%R,
4.5.1全息透镜103 G;yh$n<"
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ?0hEd9TU
参考文献107 &C6Z{.3V
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 {n-6e[
5.1图像及数字图像简介108 m+'vrxTY
5.1.1索引图像108 KQ2jeJ/pj
5.1.2RGB图像109 $Y&rci]
5.1.3二值图像109 A-5'OI
5.1.4灰度图像109 qgk6 \&K[
5.2数字图像的读取、显示及输出110 L> {p>
5.2.1图像的读取110 g!.k>
5.2.2图像的显示110 uBqZ62{G
5.2.3图像的输出112 sEm064
5.2.4添加颜色条112 ?h7(,39^>
5.3图像类型的转化113 7FvtWE*
5.3.1dither函数113 FCPi U3
5.3.2gray2ind函数114 1PnWgu
5.3.3im2bw函数115 fL R\@f
5.3.4rgb2gray函数116 tC4 7P [b
5.3.5rgb2ind函数116 3+d_5l;m)
5.4图像的代数操作117 cr"AK"TQ
5.4.1图像的相加117 t182&gpd`
5.4.2图像的相减119 #0gwN2Nv"L
5.4.3图像的相乘121 lCC( N?%Q
5.4.4图像的相除121 \'.#of
5.5图像的对比度增强123 _5JwJcQ
5.5.1线性变换123 &(t/4)IZox
5.5.2非线性变换123 jce^Xf
5.6图像的锐化124 ` D9AtN] R
5.6.1边界提取和锐化124 RT$.r5l_@
5.6.2锐化滤波器125 Y1Sfhs )
5.7图像的边缘检测127 } J-+^
5.7.1边缘检测算子127 64w4i)?eM[
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 NB[(O#
5.8基于灰度的图像分割131 i_k KE+Q
5.9图像的膨胀与腐蚀134 @ZTsl ?
5.9.1膨胀和腐蚀134 ~T'Ri=
5.9.2结构元素134 5\\a49k.p
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 "l .1 UB&
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Mz#<Vm4
参考文献136 iw)^; 8q
d zn[4
第三部分 实例篇 ?O.1HEr
第6章课程设计综合实例139 [K4wd%+
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 f!n0kXVu6U
6.1.1设计目的139 "Acc]CqH*
6.1.2设计任务及具体要求139 l\%LT{$e
6.1.3基本原理概述139 5 y%-K =d
6.1.4设计方案及验证140 N6wCC Xd
参考文献148 [/iT D=O,
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 JLFZy\
6.2.1设计目的148 =
gbB)u-Pc
6.2.2设计任务及要求148 G.[,P~yy.
6.2.3设计原理概述149 ` 7mRUDz
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 3sy|pa
参考文献154 c>3AR17+5
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 z6+D=<
6.3.1设计目的154 '|JBA.s|
6.3.2设计任务及要求155 CW9vC
6.3.3设计原理概述155 p3R: 3E6p
6.3.4MATLAB仿真实现155 ^^C@W?.z
参考文献160 Y!C8@B$MR3
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 J jp)%c#_
6.4.1设计目的161 (Sd8S`xO
6.4.2设计任务及要求161 i`hr'}x
6.4.3设计原理概述161 01^+HEbm
6.4.4设计实现163 /suW{8A(E
参考文献169 5gZ6H/.
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Vv Se`E*
6.5.1设计目的169 U:1 cbD7|3
6.5.2设计任务及要求169 *~>} *
6.5.3设计原理概述169 vz1yH%~E
6.5.4设计实现171 CfMC c:8mL
参考文献178 ~aZy52H_#.
6.6基于MATLAB的相关识别178 vdt ":
6.6.1设计目的178 O"6
(k{`
6.6.2设计任务及要求178 D{) K00mm
6.6.3设计原理概述178 Uzzt+I wm
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 5z f bI
参考文献183 6J""gyK.
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 !`h^S)$
6.7.1设计目的183 8uq`^l%KkZ
6.7.2设计任务及要求183 iT2{3 t
6.7.3设计原理概述183 f}%p aE"
6.7.4设计实现185 uZ/XI {/
参考文献187 Q 2mTu[tx
6.8基于MATLAB的激光束合成187 (.Th?p%> 7
6.8.1设计目的187 r|,_qNrw
6.8.2设计任务及要求188 _< LJQ
6.8.3设计原理概述188 pc rarj
6.8.4设计实现188 mN&B|KWU
参考文献193 %UXmWXF4$
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 F).7%YfY
6.9.1设计目的194 P1u( 0t
6.9.2设计任务及要求194 6 18k-
6.9.3设计原理概述194 BJNZH# "
6.9.4设计实现197 \)'5V!B|s
参考文献200 t3(~aH
6.10基于MATLAB的人脸识别200 !-cK@>.pE
6.10.1设计目的200 m*f"Y"B.1I
6.10.2设计任务及具体要求201 s'4%ZE2Dr
6.10.3基本原理概述201 -2/&i
6.10.4设计方案及验证201 V<&^zIJUR
6.10.5结论208 RoLN#
参考文献208
