《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。 DhKr;e
《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。 msTB'0
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。 XbvDi+R 2A
2O""4_G
第一部分 语言篇 3-wD^4)O,
第1章MATLAB语言概述3 GaNq2 G
1.1MATLAB简介3 ?H;{~n?
1.1.1MATLAB的发展历程3 V/#v\*JHFc
1.1.2MATLAB的主要特点3 E%k7wM {
1.2MATLAB的系统组成4 Aa(<L$ e!`
1.2.1MATLAB开发环境4 7$T8&Mh
1.2.2MATLAB数学函数库5 \MYU<6{u
1.2.3MATLAB语言5 %|Hp Bs#'
1.2.4MATLAB图形处理系统5 -] "T^w ib
1.2.5MATLAB程序接口5 n TnRGf\T
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 j64 4V|z
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 M?:\9DDd
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 =d20Xa
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 6n w&$I
1.4.1菜单和工具栏9 Z(!pY hLq
1.4.2命令行窗口10 8cr NOZS6
1.4.3工作区11 4Z%Y"PL(K
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 T[Q" }&bB
1.5.1帮助窗口11 b& t[S[P.V
1.5.2帮助命令12 NtZ6$o<Y
1.5.3演示系统（Demos）13 t3F?>G#y
1.5.4帮助系统导航浏览器13 fNhT;Bux
1.5.5远程帮助系统14 *%- ?54B
1.6MATLAB的基本操作命令14 |_ pl;&;:
1.6.1通用命令和编辑键14 j=3-Qk`"/|
1.6.2文件管理15 O2#S: ~h
1.7MATLAB使用初步16 )bW<8f2
习题16 ^e9aD9
第2章MATLAB的基本语法17 5d
5t9+t
2.1数据类型17 D9,!
%7 i
2.1.1数值类型17 5Hle-FDn9
2.1.2字符串17 T^ )plWw
2.1.3逻辑类型19 IRB& j%LA
2.1.4元胞数组20 V/H@vKN2
2.1.5构架数组21 U)~#g'6:8
2.1.6函数句柄（function）21 @l,{x |00
2.2变量22 wu^q`!ml
2.2.1变量命名的规则22 F.KrZ3%4iB
2.2.2变量的赋值22 %Dyh:h
2.2.3MATLAB变量的显示23 5EhE`k4
2.2.4MATLAB变量的存取24 #S?c ;3-
2.3数组及向量运算24 9s
$PrF
2.3.1数组和向量的创建24 0eA5zFU7
2.3.2数组的寻址27 FGVb@=TO>
2.3.3数组的运算27 DT? m/*
2.3.4向量运算29 9t }xXk
2.4矩阵及其运算30 1o#vhk/ "+
2.4.1矩阵的创建30 A+2 oh3
2.4.2矩阵的运算31 )k%M.{&bji
2.4.3矩阵的常用函数运算33 n0FYf qH
2.5多项式及其运算34 B! `\L!
2.5.1多项式的构造34 <JH9StGGc?
2.5.2多项式的运算34 V_M@g;<o
2.5.3多项式拟合36 AQn[*
2.6符号运算37 '^1o/C
2.6.1基本符号对象37 OX)BP.h#
2.6.2符号表达式38 "`]'ZIx[R/
2.6.3符号表达式的运算38 00qZw?%K
2.6.4常用的符号运算39 z[biK|YL
2.7MATLAB绘图40 0Q 3 YN(
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 (,TH~("{
2.7.2二维绘图41 >nNl^ yqW
2.7.3图形修饰43 ?d,M.o{0]
2.7.4三维绘图46 Qi|?d 7k0
2.7.5特殊图形48 `t9.xB# Z
2.7.6四维图形50 GiqBzV3"
2.8MATLAB程序设计51 @Y NGxg~*g
2.8.1M文件编辑器51 kpT>G$s~gy
2.8.2命令文件53 <[5#c*A
2.8.3函数文件53 - #Jj-t_Fe
2.8.4M文件的规则54 <|Iyt[s
2.8.5全局变量与局部变量54 UFk!dK +
2.8.6程序流控制55 p\ok_*b
2.8.7程序设计举例58 J P_kQ
2.8.8程序设计的基本原则60 cP('@K=p
习题60 1 O9$W?)Q
参考文献62 a'^0.1
#}j]XWy
第二部分 应用篇 Y`=z.D{
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 h;}ODK(.
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 N=<=dp(
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 .SBc5KX
3.1.2电矢量垂直入射面66 *sAOpf@M
3.1.3菲涅耳公式66 }_vM&.GFlL
3.2光的干涉68 ?GfxBZWJ
3.2.1波的叠加原理68 #O><A&FrF`
3.2.2光波的干涉71 VX&WlG`wa
3.2.3杨氏干涉实验71 @ oA0{&G{
3.2.4牛顿环74 A{t"M-<
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ;6zPiaDQ
3.3光的衍射79 "YD.=s
3.3.1光的衍射现象79 =lm nzu<
3.3.2矩孔和圆孔衍射82
h/{8bC@bi
3.3.3光栅衍射83 AW62~*
3.4光的偏振84 :Ip~)n9t
3.4.1光波的偏振态84 T&! ZD 2I
3.4.2光波的偏振态的仿真85 0hb/`[Q
3.5平行光束通过透镜聚焦87 * H?t;,\
3.5.1平凸透镜光线追迹87 2\ ,e
参考文献90 h%/ssB
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 -2z,cj&E{
4.1信息光学函数91 n' B mz
4.1.1矩形函数91 }oV3EIH
4.1.2阶跃函数93 !2wETs?
4.1.3符号函数94 |C|:i@c
H
4.1.4sinc函数94 h 9U+ %=^O
4.1.5高斯函数95 Qz# 3p3N?
4.2傅里叶变换97 8Y7 @D $=w
4.3卷积定理99 #*\R y/9Q
4.4傅里叶透镜的仿真101 a&8l[xe1
4.5计算全息103 h k/ +
4.5.1全息透镜103 we
}#Ru*
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 MHGj vSx
参考文献107 s5nB(L*Pjp
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 1"M"h_4
5.1图像及数字图像简介108 gfx oJihE
5.1.1索引图像108 x{~_/;\p 3
5.1.2RGB图像109 j_(?=7Y3g
5.1.3二值图像109 n}42'9p
5.1.4灰度图像109 AVU7WU{
5.2数字图像的读取、显示及输出110 N:twq&[Y
5.2.1图像的读取110 >Sh0dFqeT
5.2.2图像的显示110 nhp)yW
5.2.3图像的输出112 Q})t<l+L
5.2.4添加颜色条112 .fbYB,0w
5.3图像类型的转化113 ]}_p3W "Y9
5.3.1dither函数113 &^AzIfX}Gw
5.3.2gray2ind函数114 8
H,_vf
5.3.3im2bw函数115 j1W
bD7*8
5.3.4rgb2gray函数116 gYRq qV
5.3.5rgb2ind函数116 =z+-l5Gu"
5.4图像的代数操作117 i'U,S`L6>
5.4.1图像的相加117 fmtuFr^a1
5.4.2图像的相减119 tsB.oDMP
5.4.3图像的相乘121 Z4=_k{*
5.4.4图像的相除121 tP &{ J^G
5.5图像的对比度增强123 gv`%Z8u(
5.5.1线性变换123 }R4(B2v up
5.5.2非线性变换123 ZDW,7b% U
5.6图像的锐化124 D` 1I;Tb#
5.6.1边界提取和锐化124 )J{.Cx<E
5.6.2锐化滤波器125 =;kRk .qzy
5.7图像的边缘检测127 *oKgP8CF
5.7.1边缘检测算子127 = 7*o C
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 *QMF
<ze
5.8基于灰度的图像分割131 3S;>ki4(0
5.9图像的膨胀与腐蚀134 /,=Wy"0TJ
5.9.1膨胀和腐蚀134 jn0 t-":
5.9.2结构元素134 u!hqq^1
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ` ' dX/ d
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 7Ntjx(b$"h
参考文献136 >l y&+3S
]!n*V/g
第三部分 实例篇 ~v O'p
第6章课程设计综合实例139 Sn;/;^@(\
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Wh#os,U$
6.1.1设计目的139 9 |us<k
6.1.2设计任务及具体要求139 b>G qNf!
6.1.3基本原理概述139 d w|-=~
6.1.4设计方案及验证140 AaJ,=eQ
参考文献148 :_W 0Af09
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 J[I"/sdk-
6.2.1设计目的148 oVKsic?
6.2.2设计任务及要求148 3(oZZz
6.2.3设计原理概述149 gEcnn .(S
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ;mCGh~?G
参考文献154 8A`p
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ]L5Z=.z&
6.3.1设计目的154 ^(E"3 c
6.3.2设计任务及要求155 I^rZgp<'i
6.3.3设计原理概述155 Fm-q=3
6.3.4MATLAB仿真实现155 UXcH";*9 b
参考文献160 FCS5@l,'<
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 `?Y_0Nh>
6.4.1设计目的161 Q'
OuZKhA
6.4.2设计任务及要求161 G_7ks]u-
6.4.3设计原理概述161 _47j9m]f
6.4.4设计实现163 /6Jy'"+'0
参考文献169 j]cXLY
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 V1UUAvN7s
6.5.1设计目的169 =R"Eb1
6.5.2设计任务及要求169 D}k-2RM2k
6.5.3设计原理概述169 .:#_5K
6.5.4设计实现171 s[vPH8qb
参考文献178 W( ]E04
6.6基于MATLAB的相关识别178 RE(=! 8lGR
6.6.1设计目的178 KoxGxHz^Y3
6.6.2设计任务及要求178 hi4h0\L!}
6.6.3设计原理概述178 "4Wp>B
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 7g4M/?H}K
参考文献183 UIm[DYMS
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 xPn'yo
6.7.1设计目的183 U_ N5~#9
6.7.2设计任务及要求183 2 Be ?5+
6.7.3设计原理概述183 $)kBz*C[
6.7.4设计实现185 H L}sqcp
参考文献187 ?-RoqF
6.8基于MATLAB的激光束合成187 8VAYIxRv
6.8.1设计目的187 c"QkE*
6.8.2设计任务及要求188 X+'^ Sp
6.8.3设计原理概述188 /z.7: <gZ(
6.8.4设计实现188 :!Y?j{sG U
参考文献193 ^J*G% *
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 5* o\z&*L
6.9.1设计目的194 F'Y 2f6B
6.9.2设计任务及要求194 e D`
,
6.9.3设计原理概述194 f3% ^-Uy*b
6.9.4设计实现197 u]>>B>KOJ7
参考文献200 : DJ7 d
6.10基于MATLAB的人脸识别200 6Mf3)o2
6.10.1设计目的200 >TY5ZRB
6.10.2设计任务及具体要求201 S$kuhK>W!
6.10.3基本原理概述201 qk+{S[2j
6.10.4设计方案及验证201 P(YG@
6.10.5结论208 r%m7YwXo
参考文献208
