《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。 iaQFVR Ou
《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。 :]LW,Eql
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。 C\0,D9
jPg[L ZQ'
第一部分 语言篇 g O8~$Aj
第1章MATLAB语言概述3 cVSns\QO
1.1MATLAB简介3 lGJ&\Lv:
1.1.1MATLAB的发展历程3 d-gcXaA-8
1.1.2MATLAB的主要特点3 V2g"5nYT
1.2MATLAB的系统组成4 =r&i`L{]
1.2.1MATLAB开发环境4 yz )Nco]
1.2.2MATLAB数学函数库5 [lz H%0
V
1.2.3MATLAB语言5 "Q{7X[$$^
1.2.4MATLAB图形处理系统5 bvT$/ (7
1.2.5MATLAB程序接口5 8SCXA9}
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 T7 (d
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 msOE#QL6a
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 J?jxD/9Yb
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 e'fo^XQn[
1.4.1菜单和工具栏9 {RD9j1
1.4.2命令行窗口10 N_(-\\mq
1.4.3工作区11 +hs:W'`%
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 Ia:M+20n
1.5.1帮助窗口11 V Y@` )
1.5.2帮助命令12 D"{%[;J
1.5.3演示系统（Demos）13 s1X?]A
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Ctk1\quz
1.5.5远程帮助系统14 $]a*ZHd;2&
1.6MATLAB的基本操作命令14 gU?M/i2
1.6.1通用命令和编辑键14 *#GX~3A
1.6.2文件管理15 q{!ft9|K\d
1.7MATLAB使用初步16
7uzc1}r
习题16 rgEN~e'
第2章MATLAB的基本语法17 >=3oe.$)
2.1数据类型17 q%XjJ -s:
2.1.1数值类型17 Q0L1!}w
2.1.2字符串17 #6#%y~N
2.1.3逻辑类型19 Seq
^o=
2.1.4元胞数组20 ) 1 <GSr9
2.1.5构架数组21 '"6*C*XS
2.1.6函数句柄（function）21 }#n d &ND
2.2变量22 O1oh,~W
2.2.1变量命名的规则22 ]Bz.6OR
2.2.2变量的赋值22 hF1Lj=x
2.2.3MATLAB变量的显示23 =
jTC+0u
2.2.4MATLAB变量的存取24 WHRBYq_
2.3数组及向量运算24 >Hd!o"I
2.3.1数组和向量的创建24 ~6[3Km|2
2.3.2数组的寻址27 ]zI*}(adu
2.3.3数组的运算27 }'uV{$
2.3.4向量运算29 V} h)e3X
2.4矩阵及其运算30 l_ LH!Tu
2.4.1矩阵的创建30 6dRvx;d
2.4.2矩阵的运算31 p<B*)1Tj0
2.4.3矩阵的常用函数运算33 - R`nitf
2.5多项式及其运算34 W Qe Q`pM
2.5.1多项式的构造34 A=np ?wc
2.5.2多项式的运算34 %~N| RSec
2.5.3多项式拟合36 NHhKEx0Gtu
2.6符号运算37 o9Tsyjbj
2.6.1基本符号对象37 JE;!~=
2.6.2符号表达式38 Z_Y gV:jc
2.6.3符号表达式的运算38 L;
<Pod
2.6.4常用的符号运算39 eqyUI|e
2.7MATLAB绘图40 &#'.I0n
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 | 8akp
2.7.2二维绘图41 zOis}$GR
2.7.3图形修饰43 @680.+Kw
2.7.4三维绘图46 9 ]|C$;kw@
2.7.5特殊图形48 Qgq VbJP"
2.7.6四维图形50 2Xv$
2.8MATLAB程序设计51 ,
ksr%gR+
2.8.1M文件编辑器51 zSBR_N51
2.8.2命令文件53 H )X&5E
2.8.3函数文件53 <
WQ
~X<1D
2.8.4M文件的规则54 ~@"H\):/
2.8.5全局变量与局部变量54 ,/dW*B
2.8.6程序流控制55 -s 7a\H{~
2.8.7程序设计举例58 *^ua2s.
2.8.8程序设计的基本原则60 h<g2aL21?F
习题60 gdg
"g6b
参考文献62 M|UCV_omN
t~Q j$:\
第二部分 应用篇 R vd'uIJ
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 4?c0r C <
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Pt/F$A{Cj
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ^ a7a_ M
3.1.2电矢量垂直入射面66 PD-*rG `
3.1.3菲涅耳公式66 WFvVu3
3.2光的干涉68 I-W ,C &J>
3.2.1波的叠加原理68 {wf5HA
3.2.2光波的干涉71 Gf -GDy\{
3.2.3杨氏干涉实验71 "XU)(<p
3.2.4牛顿环74 <_SdW 5BF<
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 jN/snU2\0
3.3光的衍射79 Am >b 7Z!
3.3.1光的衍射现象79 <9S 5
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 )eH?3""
3.3.3光栅衍射83 :b,A n'H
3.4光的偏振84 8>|<m'e^\r
3.4.1光波的偏振态84 mJsU7bD`
3.4.2光波的偏振态的仿真85 {O4&HW %
3.5平行光束通过透镜聚焦87 p & i+i
3.5.1平凸透镜光线追迹87 ~bgM*4GW
参考文献90 _lfS"ae
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 S) ` @)sr
4.1信息光学函数91 |W5lhx0U
4.1.1矩形函数91 x.'Ys1M
4.1.2阶跃函数93 i4)]lWnd
4.1.3符号函数94 $]4o!Z
4.1.4sinc函数94 <=%G%V_s
4.1.5高斯函数95 ?v&2^d4C*F
4.2傅里叶变换97 #r@>.S=U]
4.3卷积定理99 ;b 'L2
4.4傅里叶透镜的仿真101 *56q4 \1
4.5计算全息103 /m K]O7O7
4.5.1全息透镜103 "||'
-(0
4.4.2二元傅里叶变换全息图105
>j&k:
参考文献107 eyos6Qi
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 l7(p~+o?h>
5.1图像及数字图像简介108 ,E2c 9V'
5.1.1索引图像108 n]3Z~HoZ
5.1.2RGB图像109 D 7 5;Y ;E
5.1.3二值图像109 VYQ]?XF3i
5.1.4灰度图像109 K"Gea`I
5.2数字图像的读取、显示及输出110 ]!2[k A-
5.2.1图像的读取110 H5be 5
5.2.2图像的显示110 Cjj(v7[E
5.2.3图像的输出112 1/ A|$t[
5.2.4添加颜色条112 1|$J>
5.3图像类型的转化113 9jllW[`2F
5.3.1dither函数113 2>m"CG
5.3.2gray2ind函数114 $I9U.~*
5.3.3im2bw函数115 z h%b<
5.3.4rgb2gray函数116 4Td)1~zc3
5.3.5rgb2ind函数116 22 `e7
5.4图像的代数操作117 ;bFd*8 ?;
5.4.1图像的相加117 M%5_~g2n'\
5.4.2图像的相减119 1vCVTuRF
5.4.3图像的相乘121 x)f<lZ^L&H
5.4.4图像的相除121 AH^'E
5.5图像的对比度增强123 jgBJs^JgYG
5.5.1线性变换123 qKs"L^b
5.5.2非线性变换123 (i-L:
5.6图像的锐化124 bUc ++M
5.6.1边界提取和锐化124 o)H|
#9h5
5.6.2锐化滤波器125 NFI~vkk'G
5.7图像的边缘检测127 tD]vx`0>
5.7.1边缘检测算子127 q0@b d2}
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 y 48zsm{
5.8基于灰度的图像分割131 peVzF'F
5.9图像的膨胀与腐蚀134 0kaM YV?
5.9.1膨胀和腐蚀134 iGNZC{
5.9.2结构元素134 E/_n}$Z
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 +d3h @gp
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 3C2~heO>|
参考文献136 )~#3A@
,N8SP
'R
第三部分 实例篇 hj p,v)#
第6章课程设计综合实例139 3&B- w
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 vh^?M#\
6.1.1设计目的139 x'V:qv*O
6.1.2设计任务及具体要求139 Jv~^hN2
6.1.3基本原理概述139 m4G))||9Q
6.1.4设计方案及验证140 s2 $w> L
参考文献148 2D"aAI<P
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 B8zc#0!1
6.2.1设计目的148 I %CrsEo
6.2.2设计任务及要求148 P#AS")Sj
6.2.3设计原理概述149 i \@a&tw
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 V|pO";%>,
参考文献154 8 LsJ}c
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 #m3!U(Og`
6.3.1设计目的154 aX.//T:':?
6.3.2设计任务及要求155 {Bb:\N 8X
6.3.3设计原理概述155 |^OK@KdL1
6.3.4MATLAB仿真实现155 eU\_m5xl"
参考文献160 cPX^4d~9
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 M} Mgz
6.4.1设计目的161 ME*A6/ h
6.4.2设计任务及要求161 o>HGfr,N
6.4.3设计原理概述161 E|_}?>{R
6.4.4设计实现163 B x|h)e9
参考文献169 5)ooE
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Cw~fP[5XMF
6.5.1设计目的169 <A&Zl&^1
6.5.2设计任务及要求169 9y j'->dL
6.5.3设计原理概述169 ^t,haO4
6.5.4设计实现171 ,Eo\(j2F.
参考文献178 )oZ2,]us!
6.6基于MATLAB的相关识别178 }bnodb^.7
6.6.1设计目的178 /b410NP5
6.6.2设计任务及要求178 ~Sx\>wBlc
6.6.3设计原理概述178 ?3<Y/Vg%c
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 s $ ?;C
参考文献183 mcxD#+H 3
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 $5>m\wrl
6.7.1设计目的183 \Npvm49
6.7.2设计任务及要求183 I 1Yr{(ho
6.7.3设计原理概述183 T2|os{U
6.7.4设计实现185 y8 dOx=c
参考文献187 hbs /S
6.8基于MATLAB的激光束合成187 #{J+BWP\o
6.8.1设计目的187 o+Q2lO5
6.8.2设计任务及要求188 c-4z8T#M^
6.8.3设计原理概述188 \xmDkWzE
6.8.4设计实现188 x\YVB',h
参考文献193 ulfs Z:
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 JX`>N(K4\
6.9.1设计目的194 t;_1 / mt
6.9.2设计任务及要求194 lHE+o;-
6.9.3设计原理概述194 u/FC\xJc
6.9.4设计实现197 w{GEW D{&
参考文献200 N]&hw&R{Q
6.10基于MATLAB的人脸识别200 co' qVsOiH
6.10.1设计目的200 olK*uD'`
6.10.2设计任务及具体要求201 <eZrb6a'
6.10.3基本原理概述201 f yxc4-D
6.10.4设计方案及验证201 zo@ ,>'m
6.10.5结论208 uxL 3 8d]
参考文献208
