《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。 <Z&gAqj 2
《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。 }Yj S v^
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。 KDhHp^IXQ
'Go'87 +`
第一部分 语言篇 r*g _
第1章MATLAB语言概述3 }QI*Ns
1.1MATLAB简介3 Q.fBuF
1.1.1MATLAB的发展历程3 s:_5p`w>
1.1.2MATLAB的主要特点3 &M2x`
1.2MATLAB的系统组成4 &a0%7ea`.S
1.2.1MATLAB开发环境4 Bj2rA.M
1.2.2MATLAB数学函数库5 r1\ .Jz
1.2.3MATLAB语言5 ?SpI^Wn)[
1.2.4MATLAB图形处理系统5 }} ]Y mf
1.2.5MATLAB程序接口5 & dS+!<3
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 N @VD-}E
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ug{F?LW[
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 81g&WQ '
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 MG<~{Y84}
1.4.1菜单和工具栏9 |joGrW v4
1.4.2命令行窗口10 ,s2.l/5r;C
1.4.3工作区11 4$J/e? i
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 Q-0[l/A}a
1.5.1帮助窗口11 @s/ q Oq?
1.5.2帮助命令12 b:J OR@O
1.5.3演示系统（Demos）13 (tz! "K
1.5.4帮助系统导航浏览器13 }[Y):Yy
1.5.5远程帮助系统14 MhsG9q_%
1.6MATLAB的基本操作命令14 e p^0Cd/
1.6.1通用命令和编辑键14 L`!sV-.
1.6.2文件管理15 KIS.4nt#d"
1.7MATLAB使用初步16 ANNL7Z3C
习题16 lojn8uL
第2章MATLAB的基本语法17 ^KlOD_GN|
2.1数据类型17 Glwpu-@X
2.1.1数值类型17 D3Mce|t^
2.1.2字符串17 WX[y cm 8
2.1.3逻辑类型19 fG{oi(T
2.1.4元胞数组20 {/ Cd ^CK
2.1.5构架数组21 {L0w& ~$Fy
2.1.6函数句柄（function）21 ,t[D1KZ t
2.2变量22 [ M'1aBx^
2.2.1变量命名的规则22 N.<hZ\].=
2.2.2变量的赋值22 :JS} (
2.2.3MATLAB变量的显示23 (y36NH+
2.2.4MATLAB变量的存取24 &zT~3 >2
2.3数组及向量运算24 Jq!($PdA
2.3.1数组和向量的创建24 ^\I$tnY`
2.3.2数组的寻址27 Ac54 VN
2.3.3数组的运算27 `7j,njCX.
2.3.4向量运算29 ; YRZg|Zw
2.4矩阵及其运算30 i!iODt3k
2.4.1矩阵的创建30 9f @)EKBK
2.4.2矩阵的运算31 gXQ)\MY
2.4.3矩阵的常用函数运算33 G9i#_
2.5多项式及其运算34 0jmlsC>
2.5.1多项式的构造34 $_VD@YlAp
2.5.2多项式的运算34 t|q=N K/
2.5.3多项式拟合36 H~ @h
#6
2.6符号运算37 BpC Sf.zZ
2.6.1基本符号对象37
pGFocw
2.6.2符号表达式38 a$GKrc,z
2.6.3符号表达式的运算38 oMPQkj;
2.6.4常用的符号运算39 E=E<l?ob
2.7MATLAB绘图40 4Y2>w
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 p .HA `R>
2.7.2二维绘图41 v\Hyu1;8
2.7.3图形修饰43 ox6rR
2.7.4三维绘图46 {x: IsQZ
2.7.5特殊图形48 -'(:Sq,4o
2.7.6四维图形50 e=_hfOUC
2.8MATLAB程序设计51 )&9RoW()?
2.8.1M文件编辑器51 :-Pj )Y{I
2.8.2命令文件53 tu'M YY
2.8.3函数文件53 liTr3T`,V
2.8.4M文件的规则54 hq BRh+[
2.8.5全局变量与局部变量54 RB" rx\u7K
2.8.6程序流控制55 !S:@x.n@iR
2.8.7程序设计举例58 ; p9D2&
2.8.8程序设计的基本原则60 2KEww3.{
习题60 NSq"\A \
参考文献62 R4/@dA0
7d)aDc*TjW
第二部分 应用篇 F0\ry "(t
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 5 5,-1tWs
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 rXPXO=F1/
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 >MT)=4
9q
3.1.2电矢量垂直入射面66 v4$,Vt:7
3.1.3菲涅耳公式66 `9-Zg??8r
3.2光的干涉68 wOOPWwk
3.2.1波的叠加原理68 b ~gF,^w
3.2.2光波的干涉71 `Nn?G
3.2.3杨氏干涉实验71 7r>W r#
3.2.4牛顿环74 W}RR_ Gu
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 3fPv71NVtt
3.3光的衍射79 0YL0Oa+7
3.3.1光的衍射现象79 #k)\e;,X
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 =S,<yQJ
3.3.3光栅衍射83 U4gwxK
3.4光的偏振84 ${wE5^ky
3.4.1光波的偏振态84 H~Cfni;
3.4.2光波的偏振态的仿真85 m!_ghD{5h
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Xhi?b|
3.5.1平凸透镜光线追迹87 v knFtpx
参考文献90 ,whNh
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 #pfos C[
4.1信息光学函数91 U:r2hqegd
4.1.1矩形函数91 5MJ'/Fy(
4.1.2阶跃函数93 %Qq)=J<H ;
4.1.3符号函数94 ]Ho`*$dD
4.1.4sinc函数94 #4M0%rN
4.1.5高斯函数95 _=5ZB_I
4.2傅里叶变换97 F S:WbFmc
4.3卷积定理99 k6BgY|0g C
4.4傅里叶透镜的仿真101 @:B 1
4.5计算全息103 T# 7^6Ks+1
4.5.1全息透镜103 ^q\zC%.
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ]||=<!^kn
参考文献107 Hea<!z PH
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 "[yiNJ"kt
5.1图像及数字图像简介108 ;kBi e s>V
5.1.1索引图像108 P hu|
hx<
5.1.2RGB图像109 #1 @~w} Dh
5.1.3二值图像109 6^;!9$G|D*
5.1.4灰度图像109
+`-a*U94
5.2数字图像的读取、显示及输出110 avu,o
5.2.1图像的读取110 ->=++
5.2.2图像的显示110 ,np`:fBMy
5.2.3图像的输出112 0h4}RmS
5.2.4添加颜色条112
+;;%Atgn
5.3图像类型的转化113 ~b0qrjF;O
5.3.1dither函数113 S8m&Rj3O&
5.3.2gray2ind函数114 o[hP&9>q
5.3.3im2bw函数115 R"`{E,yj
5.3.4rgb2gray函数116 Q%Q?q)x
5.3.5rgb2ind函数116 & Q>'U6"%
5.4图像的代数操作117 yXg1N
N
5.4.1图像的相加117 rJp6d :M
5.4.2图像的相减119
@l Gn G
5.4.3图像的相乘121 r:4IKuTR
5.4.4图像的相除121 ;bX
~4O&v+
5.5图像的对比度增强123 pIiED9
5.5.1线性变换123 N'P,QiR,z<
5.5.2非线性变换123 !!% [JR)cS
5.6图像的锐化124 :<k|u!b}y
5.6.1边界提取和锐化124 s A-W^*+
5.6.2锐化滤波器125 x =Jn&4q
5.7图像的边缘检测127 NqE7 [wH
5.7.1边缘检测算子127 f MPq
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 N09+id g
5.8基于灰度的图像分割131 g4 a X
5.9图像的膨胀与腐蚀134 G D{fXhgk
5.9.1膨胀和腐蚀134 pm@Z [g
5.9.2结构元素134 A> %UYA
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 %L>nXj
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 R(N(@KC
参考文献136 oV>AFs6
|!5T+H{Sj
第三部分 实例篇 cqL7dlh Il
第6章课程设计综合实例139 Z !25xqNCd
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 y6j mn1K
6.1.1设计目的139 _ZM9
"<M-X
6.1.2设计任务及具体要求139 Ny,A#-?
6.1.3基本原理概述139 0n q}SH
6.1.4设计方案及验证140 ZQ-` l:G
参考文献148 0$Y 9>)O
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 }9udo,RWu
6.2.1设计目的148 124L3AG
6.2.2设计任务及要求148 " IkF/
6.2.3设计原理概述149 [=ak>>8
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 _JJKbi
参考文献154 I5 yd )72
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 |\n)<r_
6.3.1设计目的154 s8 Ry}{
6.3.2设计任务及要求155 C=aj &
6.3.3设计原理概述155
Am%a4{b
6.3.4MATLAB仿真实现155 _7 .GzQJ
参考文献160 j /dE6d
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 GH C?Tp
6.4.1设计目的161 #C;zS9(]B
6.4.2设计任务及要求161 p/WH#4Xdr
6.4.3设计原理概述161 LF)a"S h
6.4.4设计实现163 l9 NOzAH3
参考文献169 ?V)C 9@bp
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 MRg\FR 2>1
6.5.1设计目的169 )
~) SCN>-
6.5.2设计任务及要求169 d?&!y]RS#
6.5.3设计原理概述169 a3dzok
6.5.4设计实现171 pG F5aF7T
参考文献178 R!k<l<9q
6.6基于MATLAB的相关识别178 fJ&<iD)6
6.6.1设计目的178 opcR~tg@r
6.6.2设计任务及要求178 gUH'DS]{
6.6.3设计原理概述178 SXo[[ao
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 t>6x)2,TC
参考文献183 .W@4vrp@
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 F'>GN}n
6.7.1设计目的183 ~r>EF!U`h
6.7.2设计任务及要求183 %V <F<
6.7.3设计原理概述183 5} MlZp
6.7.4设计实现185 }]g 95xT
参考文献187 L>~@9a\jO
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ()nKug`.@
6.8.1设计目的187 VU`z|nBW@
6.8.2设计任务及要求188 /,Dwu?Lcqp
6.8.3设计原理概述188 N5f0| U&
6.8.4设计实现188 {G Q
Aa
参考文献193 [Zt#
c C+
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 \at-" [.
6.9.1设计目的194 jW1 YTQ
6.9.2设计任务及要求194 N0K>lL=
6.9.3设计原理概述194 e>,9] {N+$
6.9.4设计实现197 BbXU| QtY
参考文献200 BA1MGh
6.10基于MATLAB的人脸识别200 {8{t]LK<
6.10.1设计目的200 65 waq~#
6.10.2设计任务及具体要求201 B%eDBu
")
6.10.3基本原理概述201 '"xL}8HX}
6.10.4设计方案及验证201 <;z[+6T
6.10.5结论208 M$&WM{ Pr^
参考文献208
