《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。 I YB;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。 *+<H4.W
H
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。 txy '7t
jN2Xoh9
第一部分 语言篇 [3io6XG x@
第1章MATLAB语言概述3 a ` S3v
1.1MATLAB简介3 e[t1V/ ah
1.1.1MATLAB的发展历程3 jx8hh}C
1.1.2MATLAB的主要特点3 \`WAG>'l5
1.2MATLAB的系统组成4 M,bcTa8
1.2.1MATLAB开发环境4 [,q^\T
1.2.2MATLAB数学函数库5 u&$1XZ!e s
1.2.3MATLAB语言5 n_-k <3
1.2.4MATLAB图形处理系统5
-(|}:J
1.2.5MATLAB程序接口5 |~YhN'OJ
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ]`eJ Sk.
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ??XtN.]7
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 @R LlkWGc
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 R5' _il
1.4.1菜单和工具栏9 T2i\S9X
1.4.2命令行窗口10 5C"A*Fg?;
1.4.3工作区11 S-G#+ Ue2
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 fFd"21 >
1.5.1帮助窗口11 ,\E5et4
1.5.2帮助命令12 jp+#N
pH
1.5.3演示系统（Demos）13 QlWkK.<Z3_
1.5.4帮助系统导航浏览器13 o@:u:n+.
1.5.5远程帮助系统14 DP4l
%2m0
1.6MATLAB的基本操作命令14 8^"P'XQ
1.6.1通用命令和编辑键14 !6{b )P
1.6.2文件管理15 3Tr}t.mt
1.7MATLAB使用初步16 0vdnM8N2
习题16 gj1l9>f>]a
第2章MATLAB的基本语法17 u3_AZ2-;
2.1数据类型17 cUM#|K#6
2.1.1数值类型17 O<6!?1 |KP
2.1.2字符串17 ?i Ni hE
2.1.3逻辑类型19 9NcC.}#-5
2.1.4元胞数组20 SLI358]$<
2.1.5构架数组21 k0!D9tk
2.1.6函数句柄（function）21 ru1FJ{n
2.2变量22 DwH=ln=
2.2.1变量命名的规则22 ,Y 2){8#l
2.2.2变量的赋值22 -xc'P,`
2.2.3MATLAB变量的显示23 407;M%?'A
2.2.4MATLAB变量的存取24 y{1|@?ii
2.3数组及向量运算24 cLCzLNyKl
2.3.1数组和向量的创建24 9 A1w5|X
2.3.2数组的寻址27 Nyo ,6 AA
2.3.3数组的运算27 p&, 2@(Q
2.3.4向量运算29 <t4l5nr#
2.4矩阵及其运算30 ? 3Dsz
2.4.1矩阵的创建30 _K| 513I
2.4.2矩阵的运算31 .%N*g[ J
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ' 8bT9
2.5多项式及其运算34 0q Mf6
2.5.1多项式的构造34 {"w4+m~+te
2.5.2多项式的运算34 Vch!&8xii
2.5.3多项式拟合36 \.jT"Z~
2.6符号运算37 E>6:59+
2.6.1基本符号对象37 a] |k w4
2.6.2符号表达式38 Km lpB
2.6.3符号表达式的运算38 IOi6'
1l
2.6.4常用的符号运算39 >QM$
NIf@
2.7MATLAB绘图40 kVb8 $Sp
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 OM
5h>\9
2.7.2二维绘图41 .]W A/}
2.7.3图形修饰43 [XP3
2.7.4三维绘图46 eA(c{
2.7.5特殊图形48 gA gP("
2.7.6四维图形50 S[W|=(f9
2.8MATLAB程序设计51 5UHxB"`C
2.8.1M文件编辑器51 fr<, L C.
2.8.2命令文件53
[{!5{k!
2.8.3函数文件53 d>qxaX;
2.8.4M文件的规则54 z!6:D t6^
2.8.5全局变量与局部变量54 O;*.dR
2.8.6程序流控制55 B?tO&$ s
2.8.7程序设计举例58 y-c2tF@'v
2.8.8程序设计的基本原则60 7T3ub3\
习题60 /^z5;aG
参考文献62 *qm@;! C
saaN$tU7
第二部分 应用篇 !xxu~j^T
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 e.IKmH]z
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 W!BIz&SY:-
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 m*S[oy&
3.1.2电矢量垂直入射面66 zbDM+;
3.1.3菲涅耳公式66 yy6?16@
3.2光的干涉68 ard<T}|N
3.2.1波的叠加原理68 ]}&f<X
3.2.2光波的干涉71 *!*J5/ b
3.2.3杨氏干涉实验71 s) vHLf4T
3.2.4牛顿环74 @gZ<!g/vza
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 C, xM) V^a
3.3光的衍射79 0FV?By
3.3.1光的衍射现象79 f}c z_"o4
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 )R2BTE:
3.3.3光栅衍射83 8f<[Bu ze
3.4光的偏振84 S:En 9E
3.4.1光波的偏振态84 ] 7, mo
3.4.2光波的偏振态的仿真85 iZ3%'~K<3J
3.5平行光束通过透镜聚焦87 0#rv.rJ{
3.5.1平凸透镜光线追迹87 |[VtYV _{
参考文献90 &&;ol} W
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 yw %5W=<
4.1信息光学函数91 |&t 2jD(
4.1.1矩形函数91 xNh#=6__9
4.1.2阶跃函数93 Uaho.(_GP
4.1.3符号函数94 N'nqVYTU
4.1.4sinc函数94 }'KVi=qnHb
4.1.5高斯函数95 VzR (O B
4.2傅里叶变换97 Y olO-5
4.3卷积定理99 Jn>7MuG
4.4傅里叶透镜的仿真101 >k?/'R
4.5计算全息103 btK| U
4.5.1全息透镜103 cia 4!-#
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 E Cx_
[|3{
参考文献107 i~dW)7
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 l0 H,TT~2
5.1图像及数字图像简介108 L$GhM!c
5.1.1索引图像108 uLsGb=m%b
5.1.2RGB图像109 *JX)q
5.1.3二值图像109 [UVxt MJ
5.1.4灰度图像109 ~O)Uz|
5.2数字图像的读取、显示及输出110 kN 4nRW9z
5.2.1图像的读取110 9K@>{69WQ
5.2.2图像的显示110 T{={uzQeJJ
5.2.3图像的输出112 }TZ5/zn.Dw
5.2.4添加颜色条112 oVsj
Q
5.3图像类型的转化113 Hut
au ^l
5.3.1dither函数113 U
n#7@8,
5.3.2gray2ind函数114 mAFqA
5.3.3im2bw函数115 2roP Zj
5.3.4rgb2gray函数116 ,#1ke
5.3.5rgb2ind函数116 J<Wz3}w6
5.4图像的代数操作117 jGz s; bE
5.4.1图像的相加117 5r<%xanXW/
5.4.2图像的相减119 :z%vNKy1
5.4.3图像的相乘121 22\Buk}?
5.4.4图像的相除121 )EYsqj
5.5图像的对比度增强123 z= -u89]
5.5.1线性变换123 p;:tzH\l
5.5.2非线性变换123 Bo?uw i
5.6图像的锐化124 sB_o
HUMH6
5.6.1边界提取和锐化124 :< =!v5 SK
5.6.2锐化滤波器125 BJ k:h-m [
5.7图像的边缘检测127 $V~r*#$.
5.7.1边缘检测算子127 o$m64l
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 BBw `8!
5.8基于灰度的图像分割131 zh'TR$+\hO
5.9图像的膨胀与腐蚀134 .
({aPtSt!
5.9.1膨胀和腐蚀134 a\\B88iRRZ
5.9.2结构元素134 +15j^ Az
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 5M{N-L_eC
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 PG9won5_
参考文献136 l/yLSGjM
<pGPuw|~I
第三部分 实例篇 Z!C\n[R/
第6章课程设计综合实例139 x{u_kepv[k
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 !o*BRR*
6.1.1设计目的139 Qp<?[C}'W
6.1.2设计任务及具体要求139 % }P^B^O
6.1.3基本原理概述139 :Tw3Oo_~S
6.1.4设计方案及验证140 Hjli)*ev
参考文献148 .9> e r
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 "uCx.Q9 ef
6.2.1设计目的148 \~Zj](#
6.2.2设计任务及要求148 B8 -/ C\
6.2.3设计原理概述149 bK; -Xcm
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 BnqAv xX
参考文献154 C^Tc9
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 'g#Ml`cm
6.3.1设计目的154 $Ha?:jSc
6.3.2设计任务及要求155 WUAjb ,eo
6.3.3设计原理概述155 o(>!T=f
6.3.4MATLAB仿真实现155 '/SMqmi
参考文献160 nG$*[7<0u
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 !
2"zz/N{
6.4.1设计目的161 z7M Jxj H
6.4.2设计任务及要求161 p*W4^2(d
6.4.3设计原理概述161 P$2J`b[H$
6.4.4设计实现163 @\S a)
参考文献169 J$&!Y[0
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 hT ^6Ifm
6.5.1设计目的169 sU4(ed\gI\
6.5.2设计任务及要求169 <!K2xb-d^
6.5.3设计原理概述169 x 3#1
6.5.4设计实现171 5|x FY/%
参考文献178 w@.E}%bwq
6.6基于MATLAB的相关识别178 $2 Ox;+
6.6.1设计目的178 $WnK
6.6.2设计任务及要求178 8;p6~&).C~
6.6.3设计原理概述178 H0
km*5Sn
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 v@`#!iu
参考文献183 6YrkS;_HS
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 6*k Y7
6.7.1设计目的183 }0?642 =-
6.7.2设计任务及要求183 =]\,I'
6.7.3设计原理概述183 sL~TV([6/
6.7.4设计实现185 }{:H0)H*
参考文献187 J^pL_
6.8基于MATLAB的激光束合成187 c>!>D7:7
6.8.1设计目的187 =bZ>>-<
6.8.2设计任务及要求188 =nA;,9%
6.8.3设计原理概述188 Ws4aCH1
6.8.4设计实现188 #It{B
参考文献193 WUGPi'x
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 3A4?9>g)KU
6.9.1设计目的194 <N=p_m
2T
6.9.2设计任务及要求194 DuZ51[3_L
6.9.3设计原理概述194 ~ !,'z
6.9.4设计实现197 n O$(\
z)
参考文献200 B y6:
6.10基于MATLAB的人脸识别200 YQ 4;X8I`r
6.10.1设计目的200 ai`fP{WlX
6.10.2设计任务及具体要求201 "Hg .pDNZ
6.10.3基本原理概述201 <QugV3e
6.10.4设计方案及验证201 ~{ *FjZ`h
6.10.5结论208 d vkA-9
参考文献208
