《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。 m 2 OP=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。 uT=sDWD :
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。 * ZY{^ f
v_Jp 9
第一部分 语言篇 m(&ZNZK
第1章MATLAB语言概述3 / P{f#rV5
1.1MATLAB简介3 2Ejs{KUj
1.1.1MATLAB的发展历程3 &\5T`|~)!
1.1.2MATLAB的主要特点3 M>'-P
1.2MATLAB的系统组成4 [y'jz~9c
1.2.1MATLAB开发环境4 'av
OQj]`K
1.2.2MATLAB数学函数库5 LtC kDnXk
1.2.3MATLAB语言5 6g<JPc
1.2.4MATLAB图形处理系统5 :yw0-]/DD
1.2.5MATLAB程序接口5 &;,w})
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 bluC P|
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Kr8p:$D};
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 rY c?y
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 lM l XK4-
1.4.1菜单和工具栏9 VCh %v -/
1.4.2命令行窗口10 <}B]f1zX
1.4.3工作区11 rs! J<CRq
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 Kw 'A%7^e
1.5.1帮助窗口11 WT !%FQ9
1.5.2帮助命令12 /(v T49(]
1.5.3演示系统（Demos）13 r$*k-c9Bf
1.5.4帮助系统导航浏览器13 -V<i4X<|,+
1.5.5远程帮助系统14 \alRBH qE
1.6MATLAB的基本操作命令14 4R^'+hy|?
1.6.1通用命令和编辑键14 Q:tW LVE#0
1.6.2文件管理15 C[wnor!
1.7MATLAB使用初步16 X8Gw8^t
习题16 0Wk}d(f
第2章MATLAB的基本语法17 M a_! 1Y
2.1数据类型17 +-xA/nU.c
2.1.1数值类型17 RU#Q<QI(
2.1.2字符串17 ) D(XDN
2.1.3逻辑类型19 `Ol*"F.+I
2.1.4元胞数组20 C [&L h_F\
2.1.5构架数组21 A D~\/V&+
2.1.6函数句柄（function）21 JTdK\A >l
2.2变量22 .XS rLb?
2.2.1变量命名的规则22 utRvE(IbmV
2.2.2变量的赋值22 7CNEP2}:R
2.2.3MATLAB变量的显示23 NjL,0Bp
2.2.4MATLAB变量的存取24 /&dC? bY
2.3数组及向量运算24 g_.BJ> Uv
2.3.1数组和向量的创建24 nuXaZRH
2.3.2数组的寻址27 b8T'DY;~
2.3.3数组的运算27 ,]Hn*\@p[c
2.3.4向量运算29 AnI ENJ
2.4矩阵及其运算30 U9kt7#@FDK
2.4.1矩阵的创建30 {s 4:V=J
2.4.2矩阵的运算31 pH) V:BmJ
2.4.3矩阵的常用函数运算33 2< U5d`
2.5多项式及其运算34 {8b6A~/
2.5.1多项式的构造34 6rdm=8WFA
2.5.2多项式的运算34 `/0X].s#o
2.5.3多项式拟合36 .w Y x _
2.6符号运算37 llQDZ}T
2.6.1基本符号对象37 nwW `Q>+#U
2.6.2符号表达式38 ^d-`?zb
2.6.3符号表达式的运算38 ;J2=6np
2.6.4常用的符号运算39 7nfQ=?XNK
2.7MATLAB绘图40 Ma wio5
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 {Pu\KRU
2.7.2二维绘图41 4B!]%Mw;c
2.7.3图形修饰43 9%iqequ
2.7.4三维绘图46 a\^DthZ!;|
2.7.5特殊图形48 tNfku
2.7.6四维图形50 HL*jRl
2.8MATLAB程序设计51 f`H}Y!W(
2.8.1M文件编辑器51 P2 f~sx9
2.8.2命令文件53 !!dNp5h`
2.8.3函数文件53 N2 =gSEY
2.8.4M文件的规则54 e DIjcZ
2.8.5全局变量与局部变量54 Nqewtn9n
2.8.6程序流控制55
_^dWJ0
2.8.7程序设计举例58 "'dt"x)
2.8.8程序设计的基本原则60 h dPK eqg7
习题60 "7iHTV
参考文献62 3E:wyf)i"
M9 _h0
第二部分 应用篇 7$;mkHu4H%
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ]-["sw
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 ; #e -pkV
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 (9@6M 8A
3.1.2电矢量垂直入射面66 "k5 C? ~
3.1.3菲涅耳公式66 *#dXW\8qu
3.2光的干涉68 # 1I<qK
3.2.1波的叠加原理68 u !X[xe;
3.2.2光波的干涉71 _9""3O
3.2.3杨氏干涉实验71 y}nM'$p
3.2.4牛顿环74 (m~MyT#S
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ATH0 n>)
3.3光的衍射79 x^9W<
3.3.1光的衍射现象79 F(}d|z@@
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 x1?p+
3.3.3光栅衍射83 RhXX/HFk
3.4光的偏振84 y!
7;Z~"
3.4.1光波的偏振态84 Z'PL?;&+R
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ` _[\j]
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ~Og'IRf
3.5.1平凸透镜光线追迹87 +2MsyA?6_
参考文献90 XR]]g+Z
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 sw8I c\vT
4.1信息光学函数91 ,HY z-sK.
4.1.1矩形函数91 %\%1EZQ%
4.1.2阶跃函数93 *cq#>rN
4.1.3符号函数94 _N0x&9S$
4.1.4sinc函数94 J1yy6Wq3[
4.1.5高斯函数95 i #iY;R8
4.2傅里叶变换97 jZe]zdml
4.3卷积定理99 \D>'
4.4傅里叶透镜的仿真101 H[fD
>
4.5计算全息103 ,1RW}1n
4.5.1全息透镜103 E}.cz\!.
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 wW]|ElYR=
参考文献107 ^ 4c2}>f
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 "f3, w
5.1图像及数字图像简介108 N{L ]H _=
5.1.1索引图像108 W>/O9?D
5.1.2RGB图像109 ^ D?;K8a-l
5.1.3二值图像109 Uw<Lt"ls.
5.1.4灰度图像109 82efqzT
5.2数字图像的读取、显示及输出110 M'R^?Jjb
5.2.1图像的读取110 /Y|9!{ .
5.2.2图像的显示110 )u'oI_
5.2.3图像的输出112 2m /1: 5
5.2.4添加颜色条112 VOp8 ,!
5.3图像类型的转化113 ~ m, z|
5.3.1dither函数113 ~u/Enl7\-
5.3.2gray2ind函数114 f+1)Ju~
5.3.3im2bw函数115 ,dK% [
5.3.4rgb2gray函数116 GDZe6*
5.3.5rgb2ind函数116 Bn}@wO
5.4图像的代数操作117 jFbz:aUF
5.4.1图像的相加117 ,R 3D
5.4.2图像的相减119 Q^ bG1p//.
5.4.3图像的相乘121 =r:D]?8oC
5.4.4图像的相除121 6pxj9@X+
5.5图像的对比度增强123 ~$YFfv>
5.5.1线性变换123 &.K=,+0_R/
5.5.2非线性变换123 O BF5Tl4
5.6图像的锐化124 (:vY:-\ bO
5.6.1边界提取和锐化124 6 n45]?
5.6.2锐化滤波器125 |P>>
^,iUn
5.7图像的边缘检测127 >c; q IP)Z
5.7.1边缘检测算子127 +q1
@8
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 u
L/*,[}'
5.8基于灰度的图像分割131 M I/ 9 ?B
5.9图像的膨胀与腐蚀134 *`=V"nXw$|
5.9.1膨胀和腐蚀134 \CX`PZ><
5.9.2结构元素134 a~ :'OW:Q
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 D@7\Fg
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 g>T'R Vb
参考文献136 rq T@i(i
CYes'lr
第三部分 实例篇 v |CRiwx
第6章课程设计综合实例139 rM _8piD
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 8{ep y
6.1.1设计目的139 {*yhiE ,
6.1.2设计任务及具体要求139 wNcf7/ky
6.1.3基本原理概述139 q}1AV7$Ai
6.1.4设计方案及验证140 Q R\qGhQ~
参考文献148 mVP@c&1w?
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 z*I=
6.2.1设计目的148 :M'3U g$t
6.2.2设计任务及要求148 *-Z JF6
6.2.3设计原理概述149 "e@JMS
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 M)i2)]F S
参考文献154 Mp7r`A,6
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 lH T ?
6.3.1设计目的154 MJ4+|riB
6.3.2设计任务及要求155 ;_1D-Mf
6.3.3设计原理概述155 ,^`+mP
6.3.4MATLAB仿真实现155 f.,S-1D]h
参考文献160 GwxfnC Ki9
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7:9W iN5b
6.4.1设计目的161 %h2U (=/:
6.4.2设计任务及要求161 pN1W|Wv2
6.4.3设计原理概述161 FgKDk!ci
6.4.4设计实现163 %dhnp9'
参考文献169 AdKv!Ta5b
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 2PAo tD4+I
6.5.1设计目的169 J XbG|L
6.5.2设计任务及要求169 {6 C! ^ 5
6.5.3设计原理概述169 [;83
IoU}
6.5.4设计实现171 bT b|@
参考文献178 &,3.V+Sz
6.6基于MATLAB的相关识别178 gR?=z}`@p
6.6.1设计目的178 9p9:nx\
6.6.2设计任务及要求178 D)K/zh)
6.6.3设计原理概述178 # zZQ@+5zw
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 doW_v u
参考文献183 4$@5PS#,
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 SB:-zQ5
6.7.1设计目的183 PZ
AyHXY
6.7.2设计任务及要求183 |z-A;uL <
6.7.3设计原理概述183 bmGIxB Rq
6.7.4设计实现185 TO- [6Pq#
参考文献187 }BzV<8F
6.8基于MATLAB的激光束合成187 .?@$Rd2@W
6.8.1设计目的187 L: }hZf{p*
6.8.2设计任务及要求188 _r?H by<b
6.8.3设计原理概述188 }c:s+P+/
6.8.4设计实现188 ;Ze}i/ l
参考文献193 .Q>.|mu
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 #JWW ;M6F
6.9.1设计目的194 1I<fp $ h
6.9.2设计任务及要求194 l _dWS9
6.9.3设计原理概述194 g-bHf]'
6.9.4设计实现197 j[F\f >
参考文献200 `DUMTFcMX
6.10基于MATLAB的人脸识别200 6`J*{%mP
6.10.1设计目的200 O>IY<]x>L
6.10.2设计任务及具体要求201 ~*79rDs{
6.10.3基本原理概述201 C-V,3}= *2
6.10.4设计方案及验证201 :54ik,l
6.10.5结论208 [sy~i{Bm
参考文献208
