《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。 eS9uKb 5n(
《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。 H- >J.5~,K
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。 3G|n `dj
s0
hD;`cm
第一部分 语言篇 >
!k
第1章MATLAB语言概述3
chW 1UE
1.1MATLAB简介3 3
4CqLPg8
1.1.1MATLAB的发展历程3 sui3(wb
1.1.2MATLAB的主要特点3 #Q}`kFB`
1.2MATLAB的系统组成4 `)$'1, ]u
1.2.1MATLAB开发环境4 p = _K P9
1.2.2MATLAB数学函数库5 2bwf(
1.2.3MATLAB语言5 zts%oIgV
1.2.4MATLAB图形处理系统5 <z+5+h|^
1.2.5MATLAB程序接口5
< TJzp
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 F1%-IBe
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 :4|u bu
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 M q;m+{B
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 zLd i
1.4.1菜单和工具栏9 Hy~kHBIL
1.4.2命令行窗口10 ;LM`B^Q]s
1.4.3工作区11 WrBiAh ,
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 "pGSz%i-
1.5.1帮助窗口11 o8c4h< ,
1.5.2帮助命令12 8%v1[W i
1.5.3演示系统（Demos）13 45fk+#
1.5.4帮助系统导航浏览器13 2.6%?E]
1.5.5远程帮助系统14 q g6283'?
1.6MATLAB的基本操作命令14 JJ_77i
1.6.1通用命令和编辑键14 6? u9hi
1.6.2文件管理15 ;(AVZ xCM
1.7MATLAB使用初步16 := !?W^J
习题16 U 1!6%x
第2章MATLAB的基本语法17 nS'hd eoW
2.1数据类型17 g Oa L4tu
2.1.1数值类型17 LRl2@&z<
2.1.2字符串17 ,tBb$T)7<
2.1.3逻辑类型19 uzjP!q O
2.1.4元胞数组20 luAmq+
2.1.5构架数组21 f/Cf2
K
2.1.6函数句柄（function）21 z 4
4(
2.2变量22 |E)-9JSRy
2.2.1变量命名的规则22 ]/>(C76
2.2.2变量的赋值22 `{ BY
{
2.2.3MATLAB变量的显示23 #1c%3KaZ I
2.2.4MATLAB变量的存取24 d 2f
2.3数组及向量运算24 jinDKJ,n;
2.3.1数组和向量的创建24 {z:aZ]QhKc
2.3.2数组的寻址27 oqeA15k$
2.3.3数组的运算27 ?QuD:v ck
2.3.4向量运算29 'o41)p
2.4矩阵及其运算30 iOk^RDG+
2.4.1矩阵的创建30 zi M~V'
2.4.2矩阵的运算31 Hxe!68{aR
2.4.3矩阵的常用函数运算33 Bg.~#H
2.5多项式及其运算34 {akS K
2.5.1多项式的构造34 >S\D+1PV
2.5.2多项式的运算34 k$j4~C'$
2.5.3多项式拟合36 V?x&.C2Z
2.6符号运算37 ft$@':F
2.6.1基本符号对象37 CHxu%- g
2.6.2符号表达式38 mOm_a9M L
2.6.3符号表达式的运算38 AG ?cI@',
2.6.4常用的符号运算39 h$3o]~t
2.7MATLAB绘图40 x,)|;HXm
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 3^ NHV g
2.7.2二维绘图41 53> y<
2.7.3图形修饰43 P_Rh& gkuK
2.7.4三维绘图46 yb{ud
2.7.5特殊图形48 dV_ClH &)
2.7.6四维图形50 [N] 5)n
2.8MATLAB程序设计51 i Ks @oHW
2.8.1M文件编辑器51 PtP{_9%Dz
2.8.2命令文件53 F\L Aw#IJ
2.8.3函数文件53 tkQ#mipAj
2.8.4M文件的规则54 - qv*%O@
2.8.5全局变量与局部变量54 vRp#bScc
2.8.6程序流控制55 OUo N
2.8.7程序设计举例58 f,S,35 `qa
2.8.8程序设计的基本原则60 U tb" 6_
习题60 UEkn@^&bg
参考文献62 K9\p=H^T7
t]dtBt].:
第二部分 应用篇 ([v yY}43h
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 TV&:`kH
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 O{YT6&.S0
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}.Pk>5
3.1.2电矢量垂直入射面66 Fog4m=b`g
3.1.3菲涅耳公式66 6} b1*xQ
3.2光的干涉68 6M sVV_/
3.2.1波的叠加原理68 u`K)dH,
3.2.2光波的干涉71 W|C>X=zTi
3.2.3杨氏干涉实验71 k9]M=eO
3.2.4牛顿环74 OPi><8 x
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 c*fMWtPp
3.3光的衍射79 &`]Lg?J
3.3.1光的衍射现象79 D cjF $E
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 32#|BBY
3.3.3光栅衍射83 (T &rvE
3.4光的偏振84 :.2Tcq
3.4.1光波的偏振态84 c:[ z({`
3.4.2光波的偏振态的仿真85 rf} @16O$'
3.5平行光束通过透镜聚焦87 qe M`z
3.5.1平凸透镜光线追迹87 pK_n }QW
参考文献90 g4p-$WyT8>
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 o p{DPUO0
4.1信息光学函数91 ,tZJSfHB
4.1.1矩形函数91 nYA@t=t0
4.1.2阶跃函数93 */8b)I}yY
4.1.3符号函数94 ]6)~Sj$ 5
4.1.4sinc函数94 )uG7 DR
4.1.5高斯函数95 *?l-:bc]
4.2傅里叶变换97 _BC%98:WP
4.3卷积定理99 `B1r+uTP~
4.4傅里叶透镜的仿真101 B<V8:vOam
4.5计算全息103 . N:& {$o:
4.5.1全息透镜103 =x_~7 Xc{
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 $ G\IzK
参考文献107 _ _B`0t
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 p'@| O q&
5.1图像及数字图像简介108 Bsr; MVD
5.1.1索引图像108 H!H&<71-
5.1.2RGB图像109 }KEL{VUX
5.1.3二值图像109 G@.TE7a2Z
5.1.4灰度图像109 #L3heb& 9
5.2数字图像的读取、显示及输出110 S)n+E\c
5.2.1图像的读取110 `jI$>{oa
5.2.2图像的显示110 cN{(XmX5 n
5.2.3图像的输出112 k'(d$;Jgr
5.2.4添加颜色条112 1o
Z!Up0
5.3图像类型的转化113 vJ&g3 ky
5.3.1dither函数113 aAT! $0H
5.3.2gray2ind函数114 d_ [l{
5.3.3im2bw函数115 .m;5s45O{
5.3.4rgb2gray函数116 Q;h6F{i
5.3.5rgb2ind函数116 c] '-:=
5.4图像的代数操作117 :gwM$2 vv
5.4.1图像的相加117 ^9jrI
5.4.2图像的相减119 p-qt?A
5.4.3图像的相乘121 9/yE\p .
5.4.4图像的相除121 yJ0q)x sS
5.5图像的对比度增强123 ^8z~`he=_J
5.5.1线性变换123 U8||) +
5.5.2非线性变换123 y ;$
!J
5.6图像的锐化124 be->ofUYgs
5.6.1边界提取和锐化124 ~uUN\qx52
5.6.2锐化滤波器125 9 SBVp 6'
5.7图像的边缘检测127 o*r
2T4 8
5.7.1边缘检测算子127 Yg~$ 1b@
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 ukInS:7
5.8基于灰度的图像分割131 0 ]~ '}
5.9图像的膨胀与腐蚀134 }Dc7'GZ
5.9.1膨胀和腐蚀134 SJ%h.u@&@F
5.9.2结构元素134 P
{0iEA|k
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 o`{@':%D`
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ab!Cu8~v
参考文献136 Y3n6y+Uzk
DI )!x {"
第三部分 实例篇 GN=ugP 9
第6章课程设计综合实例139 xG7/[ jG
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 } G3:QD
6.1.1设计目的139 C1M @;
6.1.2设计任务及具体要求139 N B.s2I7
6.1.3基本原理概述139 ^+MG"|)u~
6.1.4设计方案及验证140 JNx;/6'd,
参考文献148 #Rj&PzBe
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 \'>ZU-V
6.2.1设计目的148 #GVf +8"
6.2.2设计任务及要求148 {gkY:$xnrG
6.2.3设计原理概述149 C25EIIdRb
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 <J
o\R Ux
参考文献154 -ld1o+'`v!
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 #Ave r]eK
6.3.1设计目的154 kp=wz0#
6.3.2设计任务及要求155 ^77Q4"{W
6.3.3设计原理概述155 Z'cL"n\9R]
6.3.4MATLAB仿真实现155 N ,0&xg3
参考文献160 GU,ztO.w 3
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 b MvHA tp
6.4.1设计目的161 `iQ9 9
6.4.2设计任务及要求161 6E))4
lW
6.4.3设计原理概述161 9l&4mt;+&<
6.4.4设计实现163 "T ~ce@
参考文献169 ui!MQk+D9
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 gY/p\kw sj
6.5.1设计目的169 ?]/"AWUX
6.5.2设计任务及要求169 :H8`z8=0f{
6.5.3设计原理概述169 qHf 8z;lc
6.5.4设计实现171 6p)dO
c3L
参考文献178 J;#7dRW{
6.6基于MATLAB的相关识别178 H]<@\g*l@P
6.6.1设计目的178 sqE? U*8.-
6.6.2设计任务及要求178 g?1 ! /+
6.6.3设计原理概述178 Xn NU-UCX
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ^)i1b:4
参考文献183 C'S&
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ^ - H
6.7.1设计目的183 1c19$KHu
6.7.2设计任务及要求183 CGCI3Z'
6.7.3设计原理概述183 Ra-%,cS
6.7.4设计实现185 Og E<b w
参考文献187 L; (J6p]h
6.8基于MATLAB的激光束合成187 J5j3#2l
6.8.1设计目的187 h3BDHz,
6.8.2设计任务及要求188 /s|4aro
6.8.3设计原理概述188 Nz AMX+L
6.8.4设计实现188 Sf"]enwB
参考文献193 Uf`~0=w
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 +/|t8z FWs
6.9.1设计目的194 1
[D,Mu%E
6.9.2设计任务及要求194 y=q iGi[Nc
6.9.3设计原理概述194 Ns#R`WG)
6.9.4设计实现197 Dqg~g|(Q<
参考文献200 yRtxh_wr9
6.10基于MATLAB的人脸识别200 7>$&CWI
6.10.1设计目的200 D%,AdR"m
6.10.2设计任务及具体要求201 90 [?)s
6.10.3基本原理概述201 xwe^_7
6.10.4设计方案及验证201 ;RW0 24
6.10.5结论208 Y-y<gW
参考文献208
