《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。 c(?O E'
"Z
《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。 R~ TG5^(
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。 WwSyw?T
+&_n[;
第一部分 语言篇 Z Wx[@5
第1章MATLAB语言概述3 Pj8Vl)8~NV
1.1MATLAB简介3 5HvYy
*B/
1.1.1MATLAB的发展历程3 {EU]\Mp0j
1.1.2MATLAB的主要特点3 #^i+'Z=L
1.2MATLAB的系统组成4 5=8_Le
1.2.1MATLAB开发环境4 vl%Pg !l
1.2.2MATLAB数学函数库5 b_~KtMO
1.2.3MATLAB语言5 &w%%^ +n
|
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ;4oKF7]
1.2.5MATLAB程序接口5 ke +\Z>BWN
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 n1+J{EPH
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 9@Z++J.^y
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 L`^ v"W()
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 )s 1
Ei 9J
1.4.1菜单和工具栏9 q> #P |
1.4.2命令行窗口10 3i}$ ~rz]U
1.4.3工作区11 SnO,-Rg
1.5MATLAB R2014a帮助系统11
_ @|_`5W
1.5.1帮助窗口11 0b,{4DOD
1.5.2帮助命令12 Z >@\!$Mc
1.5.3演示系统（Demos）13 1BzU-Ma
1.5.4帮助系统导航浏览器13
DshRH>7s8
1.5.5远程帮助系统14 ?* dfIc
1.6MATLAB的基本操作命令14 *q Ins/@
1.6.1通用命令和编辑键14 jN7Z} 1`
1.6.2文件管理15 D%'rq
1.7MATLAB使用初步16 (jE[ W:
习题16 Qm?o^%a
第2章MATLAB的基本语法17 L= <,+m[!
2.1数据类型17 P'Jb')m
2.1.1数值类型17 4Gy3s|{
2.1.2字符串17 O}Do4>02
2.1.3逻辑类型19 C9T- 4 o1
2.1.4元胞数组20 X^ 0jS
2.1.5构架数组21 e=Kr>~q=
2.1.6函数句柄（function）21 @eDL j}
2.2变量22 8ax3"G
2.2.1变量命名的规则22 :OY7y`hRG
2.2.2变量的赋值22 Z:MU5(Te
2.2.3MATLAB变量的显示23 3Q+THg3~?
2.2.4MATLAB变量的存取24 `&/ zOMp
2.3数组及向量运算24 RAEiIf!3
2.3.1数组和向量的创建24 04 z2gAo
2.3.2数组的寻址27 qjvIp-
2.3.3数组的运算27 ;|K(6)
2.3.4向量运算29 z* :.maq
2.4矩阵及其运算30 /#?i +z
2.4.1矩阵的创建30 MXpj_+@
2.4.2矩阵的运算31 Hn(L0#Oqy
2.4.3矩阵的常用函数运算33 IAn/ ?3a~
2.5多项式及其运算34 nHL(v
2.5.1多项式的构造34 4T#Z[B[
2.5.2多项式的运算34 4dvuw{NZ
2.5.3多项式拟合36 O7I|<H/gVE
2.6符号运算37 JE+{Vx}
2.6.1基本符号对象37 L_7-y92<W
2.6.2符号表达式38 i+.b R.WO
2.6.3符号表达式的运算38 V|dKKb[Lve
2.6.4常用的符号运算39 =
P {]3K
2.7MATLAB绘图40 N+ R /ti
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 YJrZ
2.7.2二维绘图41 "PPn^{bYm
2.7.3图形修饰43 !7[Rhk7bW
2.7.4三维绘图46 +xtR`Y"
2.7.5特殊图形48 <?iwi[S
2.7.6四维图形50 y3C$%yv0
2.8MATLAB程序设计51 LaiUf_W #X
2.8.1M文件编辑器51 s"]L QM1|
2.8.2命令文件53 uBC*7Mkm
2.8.3函数文件53 X<" W@
2.8.4M文件的规则54 g8w5X!Z
2.8.5全局变量与局部变量54 )Ikx0vDFQ
2.8.6程序流控制55 <El6?ml@
2.8.7程序设计举例58 A@"CrVE
2.8.8程序设计的基本原则60 9Q%Fel.
习题60 N;\by<snN
参考文献62 wXsA-H/`
T|[ o
第二部分 应用篇 O ijG@bI8
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 bKH8/*Yk
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 _nj?au(@`Y
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 C"ZCX6p+$
3.1.2电矢量垂直入射面66 7nHlDPps)
3.1.3菲涅耳公式66 Lw.N3!e[
3.2光的干涉68 fXYg %
3.2.1波的叠加原理68 t=ry\h{Pc
3.2.2光波的干涉71 eESJk 14
3.2.3杨氏干涉实验71 P
A9
]L
3.2.4牛顿环74 a 4! AvG
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 n2H2 G_-L[
3.3光的衍射79 {N$G|bm]u<
3.3.1光的衍射现象79 wLC|mByq
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 PF-
sb&q
3.3.3光栅衍射83 ,Tyh ._sa
3.4光的偏振84 A{ hWFSv
3.4.1光波的偏振态84 _dq.hW7
3.4.2光波的偏振态的仿真85 !W8'apG&[
3.5平行光束通过透镜聚焦87 2,<!l( X
3.5.1平凸透镜光线追迹87 HtIM 8z#/
参考文献90 A:ef}OCL
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 p]#%e0
4.1信息光学函数91 @&2bLJJ+
4.1.1矩形函数91 z6R<*$4
4.1.2阶跃函数93 R
'/Ilz`
4.1.3符号函数94 Bf F$
4.1.4sinc函数94 }o? @
4.1.5高斯函数95 sEL[d2oO
4.2傅里叶变换97 */RtN`dh
4.3卷积定理99 ]pr;ME<M{
4.4傅里叶透镜的仿真101 *Oo2rk nQ
4.5计算全息103 70m}+R(`
4.5.1全息透镜103 z@bi X
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 qGgT<Rd~1
参考文献107 r!etj3
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 #2&_WM!
5.1图像及数字图像简介108 %Ow ,.+m
5.1.1索引图像108 aC$hg+U$G
5.1.2RGB图像109 ueYZM<],
5.1.3二值图像109 1<
;<?
5.1.4灰度图像109 }dE0WJcO
5.2数字图像的读取、显示及输出110 `hL 16S
5.2.1图像的读取110 fXBA
P10#
5.2.2图像的显示110 $ } 7/mS@c
5.2.3图像的输出112 }S$]MY,*
5.2.4添加颜色条112 icHc!m?
5.3图像类型的转化113 SUf l` \O
5.3.1dither函数113 q?{wRBVVB
5.3.2gray2ind函数114 _Y*]'?g`
5.3.3im2bw函数115 N/mTG2'<
5.3.4rgb2gray函数116 c ++tk4
5.3.5rgb2ind函数116 _w=si?q
5.4图像的代数操作117 x2[A(O=
5.4.1图像的相加117 a%sr*`
5.4.2图像的相减119 {KE858
5.4.3图像的相乘121 =\?KC)F*e
5.4.4图像的相除121 e&E""ye
5.5图像的对比度增强123 U*=ebZno
5.5.1线性变换123 W :jC2,s!m
5.5.2非线性变换123 -D0kp~AO4N
5.6图像的锐化124 a}+|2k_
5.6.1边界提取和锐化124 F%t`dz!L
5.6.2锐化滤波器125 _CBG?
5.7图像的边缘检测127 *)ZDN~z7o
5.7.1边缘检测算子127 R-"A* /A 2
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 : }v&TQ
5.8基于灰度的图像分割131 frk(2C8T
5.9图像的膨胀与腐蚀134 EV z>#GC
5.9.1膨胀和腐蚀134 cR K1JxU
5.9.2结构元素134 G0|j 3y9$
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 kf>oZ*/
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 'q8T* |/
参考文献136 =M)+O%`*6
,[%KSyH
第三部分 实例篇 {xp/1? Mo*
第6章课程设计综合实例139 8/x@|rjW
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 (u+3{E b
6.1.1设计目的139 * f=H#
6.1.2设计任务及具体要求139 Mk7,:S
6.1.3基本原理概述139 x-+Hy\^@|
6.1.4设计方案及验证140 gh|TlvnA
参考文献148 \vXo~ _-&
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 f+j\,L J
6.2.1设计目的148 t{|
KL<d]
6.2.2设计任务及要求148 >fP a>[_1
6.2.3设计原理概述149 >&7K|$y.J
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Ro`9Ibqr
参考文献154 \L-o>O
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 <<W{nSm#
6.3.1设计目的154 ]
hGU.C"(
6.3.2设计任务及要求155 $+!/=8R)
6.3.3设计原理概述155 x4Mq{MrWp
6.3.4MATLAB仿真实现155 x}$SB%9/
参考文献160 9`81br+~
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 UR44
iA]
6.4.1设计目的161 bf|s =,D
6.4.2设计任务及要求161 A'HFpsa
6.4.3设计原理概述161 h5e(Avk
6.4.4设计实现163 O Z3iH%
参考文献169 85+'9#~!
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 \C $LjSS-
6.5.1设计目的169 OOn{Wp
6.5.2设计任务及要求169 V}o`9R@tx}
6.5.3设计原理概述169 lk]q\yO_%
6.5.4设计实现171 W+d=BnOa8
参考文献178 ]KdSwIbi
6.6基于MATLAB的相关识别178 j\iE3:94$
6.6.1设计目的178 GKTt!MK
6.6.2设计任务及要求178 uT:'Kk b!
6.6.3设计原理概述178 3oc p4x`[
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 e` 9d &"
参考文献183 ]-h;gN
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 #m=TK7*v
6.7.1设计目的183 {Z0(V"Q
6.7.2设计任务及要求183 r==d^
6.7.3设计原理概述183 RC'4%++Nz
6.7.4设计实现185 Cp4 U`]
参考文献187 f 1s3pr??
6.8基于MATLAB的激光束合成187 U:"X *
6.8.1设计目的187 vq O d`_)
6.8.2设计任务及要求188 LK\L}<;1V
6.8.3设计原理概述188 Htl2CcZ
6.8.4设计实现188 fUj[E0yOF
参考文献193 pURtk-Fr2
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 >G7dw1;
6.9.1设计目的194 ] !CMo+
6.9.2设计任务及要求194 oGt,^!V1
6.9.3设计原理概述194 mq
0 d ea
6.9.4设计实现197 B' }h6ZH
参考文献200 U;
-2)+
6.10基于MATLAB的人脸识别200 :%G_<VAo!
6.10.1设计目的200 O|%03q(
6.10.2设计任务及具体要求201 wW &q)WOi
6.10.3基本原理概述201 : E A-L
6.10.4设计方案及验证201 Z p8\n:
6.10.5结论208 by07l5
参考文献208
