《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。 vn"+x_
《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。 pN?geF~t|
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。 !${7 )=|=1
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第一部分 语言篇 9hn+ eU
第1章MATLAB语言概述3 yMVlTO
1.1MATLAB简介3 (Xv' Te?
1.1.1MATLAB的发展历程3 g+1&l iV
1.1.2MATLAB的主要特点3 <g3)!VR^q
1.2MATLAB的系统组成4 Nt'6Y;m!
1.2.1MATLAB开发环境4 6zR9(c:a~
1.2.2MATLAB数学函数库5 P~d&PhOe
1.2.3MATLAB语言5 J VxGS{Z
1.2.4MATLAB图形处理系统5 QMAineO
1.2.5MATLAB程序接口5 Lfsq tQ=J`
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 B3C%**~:e
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 RM|2PG1m
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8
P#o"T4 >
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ewrs
D'?
1.4.1菜单和工具栏9 ta+MH,
1.4.2命令行窗口10 F :p9y_W
1.4.3工作区11 R!Lh ~~@{(
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 |9'`;4W
1.5.1帮助窗口11 X"Ca
1.5.2帮助命令12 e !2SO*O
1.5.3演示系统（Demos）13 ~H4wsa3 9
1.5.4帮助系统导航浏览器13 M%(^GdI#Vf
1.5.5远程帮助系统14 " \`>Ll
1.6MATLAB的基本操作命令14 E>I\m!ue
1.6.1通用命令和编辑键14 UYw=i4J'
1.6.2文件管理15 ~;S
1.7MATLAB使用初步16 -g\ ;B
习题16 UI%Z`. &
第2章MATLAB的基本语法17 BL[ N
2.1数据类型17 ;Y9-0W
2.1.1数值类型17 MP_LdJM1E
2.1.2字符串17 +S 6(Fvp
2.1.3逻辑类型19 -~] q?k?
2.1.4元胞数组20 cKED RX3
2.1.5构架数组21 *YO^+]nmY
2.1.6函数句柄（function）21 a${<~M
hm
2.2变量22 \ ` U=pZJ
2.2.1变量命名的规则22 <{P`A%g@
2.2.2变量的赋值22 67b
w[#v
2.2.3MATLAB变量的显示23 nr]:Y3KyxX
2.2.4MATLAB变量的存取24 fvBL? x
2.3数组及向量运算24 i@m@]-2
2.3.1数组和向量的创建24 E^4}l2m_
2.3.2数组的寻址27 l9 t|@9
2.3.3数组的运算27 J ~.`
2.3.4向量运算29 W"n0x8~sV
2.4矩阵及其运算30 s3sPj2e{
2.4.1矩阵的创建30 E< Y!BT[X
2.4.2矩阵的运算31 vdIert?p
2.4.3矩阵的常用函数运算33 S7
!; Z@
2.5多项式及其运算34 {&ykpu090
2.5.1多项式的构造34 H@!]5 <:9
2.5.2多项式的运算34 JnIE6@g<y
2.5.3多项式拟合36 J!\oH%FJp
2.6符号运算37 * $Z,kZ^^
2.6.1基本符号对象37 IqAML|C
2.6.2符号表达式38 rU9z? (
2.6.3符号表达式的运算38 y| /[;
2.6.4常用的符号运算39 `Kbf]"4q
2.7MATLAB绘图40 dym K @
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 RJ1 @ a
2.7.2二维绘图41 |/;;uK,y
2.7.3图形修饰43 s[bQO1g;*
2.7.4三维绘图46 J'C9} 7G
2.7.5特殊图形48 = glF6a
2.7.6四维图形50 b/"gUYo
2.8MATLAB程序设计51 i_(6} Y&
2.8.1M文件编辑器51 0[]) wl
2.8.2命令文件53 w ZfY~
2.8.3函数文件53 +"1fr
2.8.4M文件的规则54 p1UYkmx[
2.8.5全局变量与局部变量54 v \o
m
2.8.6程序流控制55 Y'<wE2ZL)
2.8.7程序设计举例58 }jg 1..)"<
2.8.8程序设计的基本原则60 $0Ys{m
习题60 o~7D=d?R
参考文献62 I(H9 -!&
;pj,U!{%s\
第二部分 应用篇 ua E,F^p
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 (q@%eor&}
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 )FN\jo!!.
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 6WX?Xc]$3
3.1.2电矢量垂直入射面66 -AN5LE9-
3.1.3菲涅耳公式66 d$^ @$E2 f
3.2光的干涉68 #mYe@[p@
3.2.1波的叠加原理68 KM"BHaSkF
3.2.2光波的干涉71 Kr?<7vMT5
3.2.3杨氏干涉实验71 m Uy >w
3.2.4牛顿环74 S!rVq ,| d
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 p:V1VHT,
3.3光的衍射79 (&SPMhs_|(
3.3.1光的衍射现象79 ~b @"ir+g4
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 R"j<C13;%
3.3.3光栅衍射83 7g$*K0m`
3.4光的偏振84 OLo?=1&;;
3.4.1光波的偏振态84 ZUD{V
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ~)F _FS
3.5平行光束通过透镜聚焦87 rJh$>V+ '
3.5.1平凸透镜光线追迹87 6"?#E[ #[
参考文献90 PhAD: A
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ]ddH>y&o
4.1信息光学函数91 k[)/, 1
4.1.1矩形函数91 =YIosmr
4.1.2阶跃函数93 2}XxRJ0
4.1.3符号函数94 hBaF^AWW
4.1.4sinc函数94 qI>,PX
4.1.5高斯函数95 -24ccN;
4.2傅里叶变换97 Ii# +JY0k
4.3卷积定理99 - (7oFOtg
4.4傅里叶透镜的仿真101
`n@;%*6/
4.5计算全息103 * =*\w\
te
4.5.1全息透镜103 R;pIi/yDRe
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ?9%$g?3Z
参考文献107 J: J/AgJuH
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 k{O bm
g
5.1图像及数字图像简介108 -g:i 'e
5.1.1索引图像108 %g^:0me`
5.1.2RGB图像109 _DAqL@5n
5.1.3二值图像109 "_2;+@+
5.1.4灰度图像109 J\>/ J%
5.2数字图像的读取、显示及输出110 N f)SR#;
5.2.1图像的读取110
[aG
5.2.2图像的显示110 z K I1
5.2.3图像的输出112 R #i`H(N
5.2.4添加颜色条112 0d Q\Y]b
5.3图像类型的转化113 QyY<Z i;6
5.3.1dither函数113 @=%g{
5.3.2gray2ind函数114 /EJy?TON*
5.3.3im2bw函数115 < 2fy(9y
5.3.4rgb2gray函数116 kGL3*x
5.3.5rgb2ind函数116 r i)`e
5.4图像的代数操作117 pFV~1W:
5.4.1图像的相加117 qu^~K.I "
5.4.2图像的相减119 a_ ]l?t
5.4.3图像的相乘121 \%9QE
5.4.4图像的相除121 Q5l+-
5.5图像的对比度增强123 u/Nc X
5.5.1线性变换123 'vYt_T
5.5.2非线性变换123 2G <XA
5.6图像的锐化124 \/C5L:|p_
5.6.1边界提取和锐化124 1|AY&u%fiP
5.6.2锐化滤波器125 pe>?m ^gz[
5.7图像的边缘检测127 7F_N{avr
5.7.1边缘检测算子127 ?G<?: /CU
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 m . \JO
5.8基于灰度的图像分割131 FUZuS!sJ
5.9图像的膨胀与腐蚀134 u#`51 Hr$
5.9.1膨胀和腐蚀134 KV-h~C
5.9.2结构元素134 NTO.;S|2%
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 W`P>vK@=
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ]g }5p4*&
参考文献136 5iI(A'R[7
ep0dT3&
第三部分 实例篇 lgD %
第6章课程设计综合实例139 0P!Fci/t
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Ino]::ZJ /
6.1.1设计目的139 6.$z!~8
6.1.2设计任务及具体要求139 "!fwIE G
6.1.3基本原理概述139 U_.}V
6.1.4设计方案及验证140 yjq|8.L[
G
参考文献148 RTDplv; ]
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 f! )yE`4-
6.2.1设计目的148 cct/mX2&~
6.2.2设计任务及要求148 SSyARR+;c
6.2.3设计原理概述149 Zz]/4 4t
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 G:wO1f6
参考文献154
=zDvZ(5
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 yq<W+b/
6.3.1设计目的154 "q!*RO'a
6.3.2设计任务及要求155 ZR"qrCSw`
6.3.3设计原理概述155 e\f \CMb
6.3.4MATLAB仿真实现155 ba L<|&
c
参考文献160
ZG{#CC =
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 WS?Y8~+{5
6.4.1设计目的161 q}0I`$MU
6.4.2设计任务及要求161 i el@"E 4
6.4.3设计原理概述161 !&`\MD>;~R
6.4.4设计实现163 c,M"a
参考文献169 ~O!E &~
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 W7@Vm a`
6.5.1设计目的169 `2^(Ss# )
6.5.2设计任务及要求169 rW_c Ldh]#
6.5.3设计原理概述169 #l.s> B4
6.5.4设计实现171 ~*+evAP
参考文献178 S v#,L8f
6.6基于MATLAB的相关识别178 1mR@Bh
6.6.1设计目的178 j~>J?w9<O
6.6.2设计任务及要求178 .I $+
E
6.6.3设计原理概述178
U z[#ye
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 'A\0^EvVv
参考文献183 l<ZHS'-;8
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 F g'{K%t4
6.7.1设计目的183 }<w9Jfr"X
6.7.2设计任务及要求183 ) ]<^*b>
6.7.3设计原理概述183 x{GFCy7
6.7.4设计实现185 ~"4Cz27
参考文献187 ~?)y'?
6.8基于MATLAB的激光束合成187 0>e]i[P.
6.8.1设计目的187 .|TF /b]
6.8.2设计任务及要求188 \q24E3zS&
6.8.3设计原理概述188 fA[T5<66
6.8.4设计实现188 4cJ/XgX
参考文献193 Ge=\IAj
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 q|IU+r:! 3
6.9.1设计目的194 hst Ge>f[6
6.9.2设计任务及要求194 ~ahu{A 4Bw
6.9.3设计原理概述194 V`YmGo
6.9.4设计实现197 A`>^A]%
参考文献200 !x||ObW\H
6.10基于MATLAB的人脸识别200 #e[r0f?U
6.10.1设计目的200 aSJD'u4w.a
6.10.2设计任务及具体要求201 78<fbN5}r
6.10.3基本原理概述201 /OMgj7olD
6.10.4设计方案及验证201 :<0lC j
6.10.5结论208 cS@p`A7Tpo
参考文献208
