《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。 Xd~li fF
《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<3
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。 gp{P _
<lSo7NkR
第一部分 语言篇 )7rMevF(xJ
第1章MATLAB语言概述3 \ $9 n
`
1.1MATLAB简介3 }
/Iw]!lK2
1.1.1MATLAB的发展历程3 u C`)?f*I
1.1.2MATLAB的主要特点3 G&0JK ,Y
1.2MATLAB的系统组成4 hA"z0Fszh
1.2.1MATLAB开发环境4 KR4 RIJZ_t
1.2.2MATLAB数学函数库5 gD6BPW~0
1.2.3MATLAB语言5 G{ |F V
m
1.2.4MATLAB图形处理系统5 {y:+rh&
1.2.5MATLAB程序接口5 (]<G )+*
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ?[O Sy.6
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 kca Y
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 pQ+4++7ID
1.4MATLAB R2014a的工作环境8
YwB\kN
1.4.1菜单和工具栏9 2 B wpxV8
1.4.2命令行窗口10 @L^30>?l
1.4.3工作区11 Zxv{qbF
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 2)
A$ bx
1.5.1帮助窗口11 ds
QGj&
1.5.2帮助命令12 %5bN@X D
1.5.3演示系统（Demos）13 g\,HiKBXd
1.5.4帮助系统导航浏览器13 W3i X;-Z
1.5.5远程帮助系统14 \RTX fe-`
1.6MATLAB的基本操作命令14 N
&v Qis
1.6.1通用命令和编辑键14 ~48mCD
1.6.2文件管理15 *
@j#13.
1.7MATLAB使用初步16 /E6 T t
习题16 8,(5Q
第2章MATLAB的基本语法17 ?Wp{tB9N0
2.1数据类型17 p s?B;P
2.1.1数值类型17 SbpO<8}8
2.1.2字符串17 <0)@Ikh x
2.1.3逻辑类型19 1hgmlY`
2.1.4元胞数组20 5fa_L'L#
2.1.5构架数组21 } )r[q sv
2.1.6函数句柄（function）21 @AkD-}^[
2.2变量22 1 Xu^pc
2.2.1变量命名的规则22 ; tLu
2.2.2变量的赋值22 C{):jH,Rf
2.2.3MATLAB变量的显示23 Q1@V?`rkS{
2.2.4MATLAB变量的存取24 +2]{% =
2.3数组及向量运算24 F%QVn .
2.3.1数组和向量的创建24 uU00ZPS*G[
2.3.2数组的寻址27 7J2i /m
2.3.3数组的运算27 PfVjfrI[
2.3.4向量运算29 zc-.W2"Hu
2.4矩阵及其运算30 <:BhV82l
2.4.1矩阵的创建30 [ &FWR
2.4.2矩阵的运算31 Kth^WHL
2.4.3矩阵的常用函数运算33 }mw31= 2bD
2.5多项式及其运算34 r@(hRl 1k'
2.5.1多项式的构造34 u_U51C\rb
2.5.2多项式的运算34 e[8p /hId
2.5.3多项式拟合36 6*2z^P9FRj
2.6符号运算37 ve / Q6j{
2.6.1基本符号对象37 'rdg
2.6.2符号表达式38 `ja**re
2.6.3符号表达式的运算38 kST
2.6.4常用的符号运算39 GVp2| \-L
2.7MATLAB绘图40 dKyX70Zy9
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Si]8*> }-B
2.7.2二维绘图41 X/nb7_M
2.7.3图形修饰43 hU `H\LE
2.7.4三维绘图46 RyxIJJui
2.7.5特殊图形48 KdOy3O_5N
2.7.6四维图形50 ]E)gMf
2.8MATLAB程序设计51 8a1G0HRQ
2.8.1M文件编辑器51 %-:6#b z
2.8.2命令文件53 _dq.hW7
2.8.3函数文件53 !W8'apG&[
2.8.4M文件的规则54 T{j&w% (z
2.8.5全局变量与局部变量54 Os1(28rl
2.8.6程序流控制55 |L7
`7!Z
2.8.7程序设计举例58 i5*sG^<$H
2.8.8程序设计的基本原则60 xFS `#1
习题60 sT3O_20{
参考文献62 ^YKEc0"w(
QS y=JC9
第二部分 应用篇 U:xr['
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 J%_
:A"
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 F
3}cVO2bY
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 D{/GjFO
3.1.2电矢量垂直入射面66 d7tH~9GX8
3.1.3菲涅耳公式66 -$4PY,
3.2光的干涉68 f?_H02j`/E
3.2.1波的叠加原理68 Zl.}J,0F
3.2.2光波的干涉71 r>`65o
3.2.3杨氏干涉实验71 ?+b )=Z
3.2.4牛顿环74 V4Ql6vg_f
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 y:Qo:Z~
3.3光的衍射79 Vo"\n j
3.3.1光的衍射现象79 \?)<==^
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 [HK[{M =v=
3.3.3光栅衍射83 ;e_n7>'#%
3.4光的偏振84 h 5ST`jZ
3.4.1光波的偏振态84 BxO8oKe
3.4.2光波的偏振态的仿真85 hHdH#-O:4"
3.5平行光束通过透镜聚焦87 -2mm
5E~N
3.5.1平凸透镜光线追迹87 X% S ?o
参考文献90 i}+K;,Da:8
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 H{`S/>)[
4.1信息光学函数91 <`a!%_LC
[
4.1.1矩形函数91
grnlJ=
4.1.2阶跃函数93 qv=i eU
4.1.3符号函数94 Z@ * ^4Ve
4.1.4sinc函数94 6<R!` N 6
4.1.5高斯函数95 {KE858
4.2傅里叶变换97 =\?KC)F*e
4.3卷积定理99 e&E""ye
4.4傅里叶透镜的仿真101 U*=ebZno
4.5计算全息103 W :jC2,s!m
4.5.1全息透镜103 -D0kp~AO4N
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 a}+|2k_
参考文献107 F%t`dz!L
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 _CBG?
5.1图像及数字图像简介108 *)ZDN~z7o
5.1.1索引图像108 R-"A* /A 2
5.1.2RGB图像109 : }v&TQ
5.1.3二值图像109 frk(2C8T
5.1.4灰度图像109 EV z>#GC
5.2数字图像的读取、显示及输出110 cR K1JxU
5.2.1图像的读取110 %<DXM`Y
5.2.2图像的显示110 kf>oZ*/
5.2.3图像的输出112 V,fSn:8%M
5.2.4添加颜色条112 ?A;x%8}
5.3图像类型的转化113 YUat}-S
5.3.1dither函数113 2}[)y\`t3
5.3.2gray2ind函数114 hdp;/Qz&
5.3.3im2bw函数115 ,n }X, #]
5.3.4rgb2gray函数116 Lk6UT)C
5.3.5rgb2ind函数116 fn(KmuNA
5.4图像的代数操作117 0$%:zHi5g
5.4.1图像的相加117 L\XnTL{
5.4.2图像的相减119 pM= @
5.4.3图像的相乘121 |vw0:\/ H
5.4.4图像的相除121 %,E\8{I+
5.5图像的对比度增强123 Q-_&5/G
5.5.1线性变换123 0~Z >}(
5.5.2非线性变换123 Q}2aBU.f
5.6图像的锐化124 Wqy|Y*$qT
5.6.1边界提取和锐化124 & xo,49`!
5.6.2锐化滤波器125 !v;N@C3C
5.7图像的边缘检测127 nxkbI:+ t
5.7.1边缘检测算子127 K2<"O qp_W
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 1~Zmc1]
5.8基于灰度的图像分割131 }eetx68\
5.9图像的膨胀与腐蚀134 qI"Xh"
c?
5.9.1膨胀和腐蚀134 <spV Up
5.9.2结构元素134 $DeHo"mg7m
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 J wL}|o6
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 `h}fS4CO
参考文献136 O aY. T
$n\{6Rwb
第三部分 实例篇 -'r4@='6}
第6章课程设计综合实例139 sa$CCQ
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 t AO,s ZW
6.1.1设计目的139 xr}3vJ7
6.1.2设计任务及具体要求139 7)tkqfb]
6.1.3基本原理概述139 ^pruQp1X
6.1.4设计方案及验证140 N"1o>
!
参考文献148 S=B?bD_,c
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 $ (/=Wn
6.2.1设计目的148 U KV0xl
6.2.2设计任务及要求148 (3~h)va J
6.2.3设计原理概述149 }W^%5o87{
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ],#Xa.r
参考文献154 \9j +ejGf
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 q#B=PZ'NA
6.3.1设计目的154 viB'ul7o
6.3.2设计任务及要求155 5]pvHc
6.3.3设计原理概述155 Z;Q2tT /F
6.3.4MATLAB仿真实现155 vq O d`_)
参考文献160 LK\L}<;1V
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 Htl2CcZ
6.4.1设计目的161 C{( &Yy"
6.4.2设计任务及要求161 AX($LIy9P
6.4.3设计原理概述161 T% 74JRQ
6.4.4设计实现163 q F'lh
参考文献169 3/_rbPr
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Q*4{2oQ
6.5.1设计目的169 +~xY}
6.5.2设计任务及要求169 gySCK-(y
6.5.3设计原理概述169 T_iX1blrgh
6.5.4设计实现171 Buc{dcL/
参考文献178 FM $$0}X
6.6基于MATLAB的相关识别178 m1bkY#\ U|
6.6.1设计目的178 NxY B)`~
6.6.2设计任务及要求178 W]Bc7JM]T+
6.6.3设计原理概述178 )oqNQ'yZ
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 6mp8v`b
参考文献183 CjR!dh1w_
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 X83,f CCl5
6.7.1设计目的183 Uh[MB w K
6.7.2设计任务及要求183 wwh1aV *
6.7.3设计原理概述183 atr 0hmQ
6.7.4设计实现185 g0({$2Q7R
参考文献187 J9aqmQj('
6.8基于MATLAB的激光束合成187 0 zQ~'x
6.8.1设计目的187 xER-TT #S
6.8.2设计任务及要求188 `qoRnG
6.8.3设计原理概述188 _[)f<`!g_V
6.8.4设计实现188 g[G+s4Nv
参考文献193 L%S(z)xX3
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 aSse'
C<a
6.9.1设计目的194 UHyGW$B
6.9.2设计任务及要求194
V .w
L
6.9.3设计原理概述194 CFK{.{d]B
6.9.4设计实现197 C b4.N 8
参考文献200 Z
FIy
6.10基于MATLAB的人脸识别200 3~q#P
6.10.1设计目的200 [0bp1 S~
6.10.2设计任务及具体要求201 DpCe_Vb%M
6.10.3基本原理概述201 ,FIG5-e,}
6.10.4设计方案及验证201 u@]rR&h`
6.10.5结论208 P5Bva
参考文献208
