《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。 &89 oO@5
《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。 JxyB(
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。 bH "hX
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第一部分 语言篇 GF3/ RT9
第1章MATLAB语言概述3 ~'R(2[L!;
1.1MATLAB简介3 &=4(l|wcg
1.1.1MATLAB的发展历程3 ~|<m,)!
1.1.2MATLAB的主要特点3 uc|45Zxt
1.2MATLAB的系统组成4 CbN!1E6) .
1.2.1MATLAB开发环境4 WxF:~{
1.2.2MATLAB数学函数库5 7RZh< A>m
1.2.3MATLAB语言5 c 6Y\n%d&
1.2.4MATLAB图形处理系统5 8Jz:^ k:
1.2.5MATLAB程序接口5 Wb S4pdA
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ?
w^-
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 D %JlbH8
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 52o x`t |
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 4
B*0M
1.4.1菜单和工具栏9 28
3 H
1.4.2命令行窗口10 p ;|jI1
1.4.3工作区11 [TNj;o5J
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 dx ;k`r$w
1.5.1帮助窗口11 S4=R^];l
1.5.2帮助命令12 .L~Nq%g1
1.5.3演示系统（Demos）13 E= `6-H{
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Ld B($4,
1.5.5远程帮助系统14 `U2DkY&n
1.6MATLAB的基本操作命令14 u :F~K
1.6.1通用命令和编辑键14 7.j[ a*^
1.6.2文件管理15 5+f LeC;
1.7MATLAB使用初步16 f-r]
|k
习题16 p019)X|vx
第2章MATLAB的基本语法17 }2ZsHM^]%
2.1数据类型17 `_&Vt=7lG
2.1.1数值类型17 hHDOWHWE
2.1.2字符串17 hTwA %
2.1.3逻辑类型19 `%j~|i)4
2.1.4元胞数组20 `)QCn<
2.1.5构架数组21 frBX{L
2.1.6函数句柄（function）21 I2H6y"p N
2.2变量22 lSH6>0# B
2.2.1变量命名的规则22 k^OV56
2.2.2变量的赋值22 H OBP`lf
2.2.3MATLAB变量的显示23 u a\,->
2.2.4MATLAB变量的存取24 }6 K^`!
2.3数组及向量运算24 3"{ .37Q
2.3.1数组和向量的创建24 ;>mCalwj
2.3.2数组的寻址27 D r6A ,3B
2.3.3数组的运算27 8| $3OVS
2.3.4向量运算29 Oez>X=Xf
2.4矩阵及其运算30 ]%!u7z|\6
2.4.1矩阵的创建30 q gDRu ]ba
2.4.2矩阵的运算31 [}fv dW
2.4.3矩阵的常用函数运算33 'FYJMIs
2.5多项式及其运算34 *OyHHq|>q
2.5.1多项式的构造34 }cN@[3v
2.5.2多项式的运算34 ~.!c~fke
2.5.3多项式拟合36 ( #; `"Yu
2.6符号运算37 :f$x Qr4Qz
2.6.1基本符号对象37 TXZv2P9
2.6.2符号表达式38 Yf[Qtmh]I
2.6.3符号表达式的运算38 N;+[`l
2.6.4常用的符号运算39 pBw0"ff
2.7MATLAB绘图40 |^9BA-nA
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 ]f1{n
2.7.2二维绘图41 72,rFYvpK
2.7.3图形修饰43 <G* nDFWf
2.7.4三维绘图46 ]@Sj`J[fd
2.7.5特殊图形48 f# Xyoa%
2.7.6四维图形50 G- T0f
2.8MATLAB程序设计51 'f L" txW
2.8.1M文件编辑器51 "al `$ %(
2.8.2命令文件53 D0N9Ksq
2.8.3函数文件53 {f{ZHi|
2.8.4M文件的规则54 K x~|jq
2.8.5全局变量与局部变量54 m%PC8bf`S
2.8.6程序流控制55 Xj*vh
m%i
2.8.7程序设计举例58 fJ WC)E
2.8.8程序设计的基本原则60 wRrnniqf8
习题60 5?Wto4j
参考文献62 Lq>&d,F06)
pZU9^Z?~6
第二部分 应用篇 ~l2aNVv;
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 UswZG^Wh
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 / >j';6vi
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 Q%-di=
3.1.2电矢量垂直入射面66 {%#)5l)
3.1.3菲涅耳公式66 f}D1|\7
3.2光的干涉68 ;Q+xK h%
3.2.1波的叠加原理68 ?,yj ")+
3.2.2光波的干涉71 X(7qZ
P ~
3.2.3杨氏干涉实验71 {$ep7;'d
3.2.4牛顿环74 4l&g6Yne X
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 1[ ]&(Pa
3.3光的衍射79 FCkf#
3.3.1光的衍射现象79 b ]a@
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 wW" z
3.3.3光栅衍射83 -[qq(E
3.4光的偏振84 jVH|uX"M5Y
3.4.1光波的偏振态84 c`fG1s
3.4.2光波的偏振态的仿真85 i%6;
3.5平行光束通过透镜聚焦87 2[gFkyqe
3.5.1平凸透镜光线追迹87 "HYQqNj?Z
参考文献90 sm m]6
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 _f6HAGDN
4.1信息光学函数91 Pm$q]A~
4.1.1矩形函数91 G7=p Bf
4.1.2阶跃函数93 (|d34DOJ
4.1.3符号函数94 ai*f
F
4.1.4sinc函数94 M4 WiT<|]R
4.1.5高斯函数95 A_;8IlW
4.2傅里叶变换97 [ 4;Ii
4.3卷积定理99 )(7&X45,k
4.4傅里叶透镜的仿真101 \a+(=s(;
4.5计算全息103 TO-$B8*nq
4.5.1全息透镜103 9 fMau
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 l$hJ E;n
参考文献107 >Yt/]ta4+
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 N4*G{g
5.1图像及数字图像简介108 a" H WGY
5.1.1索引图像108 O+RP3ox"
5.1.2RGB图像109 ;sch>2&ZWU
5.1.3二值图像109 Jxqh )l
5.1.4灰度图像109 }$\M{# C~
5.2数字图像的读取、显示及输出110 xm6 EKp:
5.2.1图像的读取110 r &Ca" dI
5.2.2图像的显示110
.Gcy> Av
5.2.3图像的输出112 NvN~@TL28
5.2.4添加颜色条112 w{dIFvQ"$
5.3图像类型的转化113 oy<W Ub9W
5.3.1dither函数113 KFZm`,+69
5.3.2gray2ind函数114 BA=,7 y&;j
5.3.3im2bw函数115 6'W [{gzl
5.3.4rgb2gray函数116 zS< j d~
5.3.5rgb2ind函数116 8UkKU_Uso
5.4图像的代数操作117 [&*6_q"V
5.4.1图像的相加117 MZ+e}|!4,
5.4.2图像的相减119 dSCzx
.c
5.4.3图像的相乘121 0 'Vg6E]/
5.4.4图像的相除121 A^2L~g[^Q
5.5图像的对比度增强123 ?m
c%.Bt
5.5.1线性变换123 gDIBnH
5.5.2非线性变换123 CB~Q%QLG
5.6图像的锐化124 5b/ojr7
5.6.1边界提取和锐化124 k0Ek:MjJr
5.6.2锐化滤波器125 }qjCTEs}
5.7图像的边缘检测127 "S&%w8V
5.7.1边缘检测算子127 +PK6-c\r
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 8z5# ]u;
5.8基于灰度的图像分割131 "g+z !4b#
5.9图像的膨胀与腐蚀134 I \ | N
5.9.1膨胀和腐蚀134 W9oAjO NE
5.9.2结构元素134 +u'I0>)S
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 A>VX*xd
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 p
h[\ )
参考文献136 ] xd^% q*
bw&myzs
第三部分 实例篇 g+PPW88P;
第6章课程设计综合实例139 D7"p}PD>~
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 T# Z%y!6
6.1.1设计目的139 YK{a
6.1.2设计任务及具体要求139 xLZd!>C
6.1.3基本原理概述139 q8ImrC.'^
6.1.4设计方案及验证140 @ d"wAZzD?
参考文献148 ]S 7^ITn
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 k
n8N,,+
6.2.1设计目的148 I?Q+9Rmm`J
6.2.2设计任务及要求148 (qwdQMj`
6.2.3设计原理概述149 _#o'
+_Z
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 D=RU`?L
参考文献154 l.nH?kK<
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 9SMiJad<
6.3.1设计目的154 hnWo|! ,O$
6.3.2设计任务及要求155 _y .]3JNm
6.3.3设计原理概述155 nW?R"@Zm
6.3.4MATLAB仿真实现155 ~ 2 u\
参考文献160 G%u9+XV1#
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7+w'Y<mJ
6.4.1设计目的161 5jq=_mHt
6.4.2设计任务及要求161 p4VSm a_(
6.4.3设计原理概述161 ~YCuO0t
6.4.4设计实现163 N_75-S7Cm
参考文献169 > NV=LOO
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ) gR=<oa
6.5.1设计目的169 z (c9, 3
6.5.2设计任务及要求169 si(;y ](
6.5.3设计原理概述169 G [idN3+#
6.5.4设计实现171 R|!B,b(
参考文献178 +Zk,2ri
6.6基于MATLAB的相关识别178 p2x [p
6.6.1设计目的178 [FQ\I-GNC
6.6.2设计任务及要求178 +pqM ^3t|y
6.6.3设计原理概述178 =7
,Kf} 6
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 EP7AP4
参考文献183 wb"RB
A9
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 `Iy4=nVb
6.7.1设计目的183 o 07IcIo
6.7.2设计任务及要求183 }fhHXGK.
6.7.3设计原理概述183 2Oh p]G
6.7.4设计实现185 |)_-Bi;MW`
参考文献187 ``? 6=mO
6.8基于MATLAB的激光束合成187 'PdmI<eXQ
6.8.1设计目的187 2H?d+6Pt3
6.8.2设计任务及要求188 3]E(mRX
6.8.3设计原理概述188 J7-^F)lu-
6.8.4设计实现188 l54 |Q
参考文献193 )"O{D`uX
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 kReG:
6.9.1设计目的194 . gZZCf&?
6.9.2设计任务及要求194 S T8!i`Q$
6.9.3设计原理概述194 i RmQ5ezk
6.9.4设计实现197 \+qOO65/+
参考文献200 g8pm 2o@S
6.10基于MATLAB的人脸识别200 2Eh@e([PMs
6.10.1设计目的200 :,*eX' fH
6.10.2设计任务及具体要求201 J.M.L $
6.10.3基本原理概述201 k ~6- cx
6.10.4设计方案及验证201 Ri?\m! o
6.10.5结论208 1"K*._K
参考文献208
