《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。 Y9IJ
《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。 %NF<bEV
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。 !o l hZ
` jD8(}_
第一部分 语言篇 @ A~B
,
第1章MATLAB语言概述3 uE,i-g0$Id
1.1MATLAB简介3 WUE)SVf
1.1.1MATLAB的发展历程3 c,#~L7
1.1.2MATLAB的主要特点3 "E@ NZ*"u
1.2MATLAB的系统组成4 QLn5#x~xb
1.2.1MATLAB开发环境4 )bB"12Z|8
1.2.2MATLAB数学函数库5 O:oU`vE
1.2.3MATLAB语言5 q7 %=`l
1.2.4MATLAB图形处理系统5 N.fQ7z=Z(M
1.2.5MATLAB程序接口5 Yv#J`b@y
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 RZ#alFL,
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 2ru*#Z#(
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 `^X RrVX<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ;,F-6RNj
1.4.1菜单和工具栏9 aJuj7y-
1.4.2命令行窗口10 N>&{Wl'y \
1.4.3工作区11
" ?2
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ?/`C~e<J
1.5.1帮助窗口11 p0}+071o%
1.5.2帮助命令12 zh#OD{
1.5.3演示系统（Demos）13 X_-Hrp!h
1.5.4帮助系统导航浏览器13 p^pQZ6-
1.5.5远程帮助系统14 Nt`F0
9S
1.6MATLAB的基本操作命令14 @1pW!AdN
1.6.1通用命令和编辑键14 &X#x9|=&O
1.6.2文件管理15 ;Zx K3/(7
1.7MATLAB使用初步16 (c|$+B^*
习题16 ({d,oU$> y
第2章MATLAB的基本语法17 }$&T
O$LX
2.1数据类型17 p" hm.=,
2.1.1数值类型17 2 Ft0C2
2.1.2字符串17 Hm+6QgCs
2.1.3逻辑类型19
Pqr Ou
2.1.4元胞数组20 -)y> c
2.1.5构架数组21 ? YkO+?}+
2.1.6函数句柄（function）21 _g^K$+F'}
2.2变量22 {a+Fx}W
2.2.1变量命名的规则22 2R_opbw
2.2.2变量的赋值22 K]H"qG.K
2.2.3MATLAB变量的显示23 3<KZ.h r
2.2.4MATLAB变量的存取24 \28b_,i+
2.3数组及向量运算24 K%[}[.cW
2.3.1数组和向量的创建24 C1#o<pv
2.3.2数组的寻址27 M v7w5vTl
2.3.3数组的运算27 W L)_8!
2.3.4向量运算29 J[&
7,}
2.4矩阵及其运算30 {|Mxvp*Hg
2.4.1矩阵的创建30 k$$S!qi#
2.4.2矩阵的运算31 X*0eN3o.
2.4.3矩阵的常用函数运算33 &;NNU T>Q
2.5多项式及其运算34 ~
X]"P4 u
2.5.1多项式的构造34 D*d 3w
2.5.2多项式的运算34 i
h`y0(<
2.5.3多项式拟合36 1eE]4Z4Q
2.6符号运算37 Y-neD?V N
2.6.1基本符号对象37 ev ndw>
2.6.2符号表达式38 7N} \1Di5
2.6.3符号表达式的运算38 :N*q;j>
2.6.4常用的符号运算39 #cp$ltY
2.7MATLAB绘图40 2k p|zX(
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 zal3j ^
2.7.2二维绘图41 A_6/umF[ZA
2.7.3图形修饰43 |04}zU%N
2.7.4三维绘图46 hZ ss
2.7.5特殊图形48 eBSn1n
2.7.6四维图形50 WoC lTb>F
2.8MATLAB程序设计51 W)$|Hm:H
2.8.1M文件编辑器51 *s<dgFA'
2.8.2命令文件53 6gg# Z
2.8.3函数文件53 U47k5 s( J
2.8.4M文件的规则54 % b>y
2.8.5全局变量与局部变量54 $:-= >
2.8.6程序流控制55 ; K)?:
2.8.7程序设计举例58
4s1kZ`e
2.8.8程序设计的基本原则60 YV ZSKU
习题60 P60]ps!M
参考文献62 8&2gM
{Gb)Et]<
第二部分 应用篇 B!E< uVC
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 Tl/Dq(8JH
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 . f.j >
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 AP?{N: +
3.1.2电矢量垂直入射面66 w=P <4 bdT
3.1.3菲涅耳公式66 -%/,j)VKD
3.2光的干涉68 VtPoc(o4]
3.2.1波的叠加原理68 !g8.8(/t)
3.2.2光波的干涉71 9%)& }KK|
3.2.3杨氏干涉实验71
&' Nk2{
3.2.4牛顿环74 b]s1Q
]V
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 QL pTz"H
3.3光的衍射79 ,rl
<ye*&
3.3.1光的衍射现象79 "'H7F ,k'
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 t-<[._: +
3.3.3光栅衍射83 i_ ODgc`H
3.4光的偏振84 P+zI9~N[
3.4.1光波的偏振态84 nE " b`
3.4.2光波的偏振态的仿真85 K z*AzB
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Nh7!Ah
3.5.1平凸透镜光线追迹87 {'wU& !
参考文献90 T=f;n;/>
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 4iP ua"8
4.1信息光学函数91 KJvJUq
4.1.1矩形函数91 Fp|rMq
4.1.2阶跃函数93 Y;/=3T7An
4.1.3符号函数94 - m x3^
4.1.4sinc函数94 - 5-SlQu
4.1.5高斯函数95 S>ylA U;N
4.2傅里叶变换97 :#&U95EC0
4.3卷积定理99 '`goy%Wd
4.4傅里叶透镜的仿真101 b8b PK<
4.5计算全息103 :PjUl
4.5.1全息透镜103 $d??(
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 %},S#5L3
参考文献107 sp |y/r#
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 k s`
5.1图像及数字图像简介108 JpHs Q8<
5.1.1索引图像108 !\k#{
1[!
5.1.2RGB图像109 sxQ ,x/O
5.1.3二值图像109 MPEBinE?
5.1.4灰度图像109 :;#}9g9
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Z FrXw+
5.2.1图像的读取110 ^CZ|ci6bX
5.2.2图像的显示110 -{ amzyvLE
5.2.3图像的输出112 yNMwd.r [
5.2.4添加颜色条112 + MoxvW6
5.3图像类型的转化113 AU?YZEAei
5.3.1dither函数113 <!HD tN
5.3.2gray2ind函数114 K'rs9v"K|
5.3.3im2bw函数115 [t=+$ pf(-
5.3.4rgb2gray函数116 ORP l^n-
5.3.5rgb2ind函数116 |`D5XRVbi
5.4图像的代数操作117 ToXFMkwY
5.4.1图像的相加117 fD} ]Mi:V
5.4.2图像的相减119 ;@-5lCvC(+
5.4.3图像的相乘121 C%7)sLWjJS
5.4.4图像的相除121 +n~rM'^4/
5.5图像的对比度增强123 ps;o[gB@5
5.5.1线性变换123 A kQFb2|ir
5.5.2非线性变换123 .Fz6+m;Z
5.6图像的锐化124 v5 bb|o[{K
5.6.1边界提取和锐化124 \C\y' H5
5.6.2锐化滤波器125 6o23#JgN
5.7图像的边缘检测127 KZ/^gR\ d
5.7.1边缘检测算子127 2+Y`p z47W
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 b6$ A@ b
5.8基于灰度的图像分割131 \^W?
5.9图像的膨胀与腐蚀134 o|n0?bThS-
5.9.1膨胀和腐蚀134 8;Bwz RtgT
5.9.2结构元素134 k.R/ X
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 :;u]Y7
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ae Lo;!Jh
参考文献136 Ytnr$*5.
q9z!g/,d/
第三部分 实例篇 LzSusjEW@
第6章课程设计综合实例139 =<uz'\Ytv%
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 \yizIo.Y`
6.1.1设计目的139 _~&v s<
6.1.2设计任务及具体要求139 ;H wJw\fo
6.1.3基本原理概述139 ; Wm )e~`,
6.1.4设计方案及验证140 \D k^\-
参考文献148 F7u% oLjr
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 mpJ_VS`
6.2.1设计目的148 X?xm1|\
6.2.2设计任务及要求148 6 FxndR ;
6.2.3设计原理概述149 Vk=<, <BB
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 _IGa8=~
参考文献154 " yl"A4p
S
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 @?AE75E{
6.3.1设计目的154 n E.s
6.3.2设计任务及要求155 R2f,a*>
6.3.3设计原理概述155 s"!}=k X
6.3.4MATLAB仿真实现155 |}Z"|-Z
参考文献160 ,(?4T~
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 FOyfk$
6.4.1设计目的161 j~>
#{" C
6.4.2设计任务及要求161 WZ-{K"56
6.4.3设计原理概述161 A+ *(Pds
6.4.4设计实现163 bv" ({:x
参考文献169 .tZ$a_O
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 /P}tgcs
6.5.1设计目的169 .y/?~+N^
6.5.2设计任务及要求169 "Z?":|%7
6.5.3设计原理概述169 S(s~4(o>8
6.5.4设计实现171 _
L6>4
参考文献178 Q%d[ U4@
6.6基于MATLAB的相关识别178 56aJE
.?<
6.6.1设计目的178 [NDYJ'VGe
6.6.2设计任务及要求178 X2 kLbe
6.6.3设计原理概述178 z1A-EeT
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 uT2 cHzqKB
参考文献183 pMrf i}esx
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 e+aQ$1 ^t
6.7.1设计目的183 #?| z&9
6.7.2设计任务及要求183 ZWW}r~d{
6.7.3设计原理概述183 r{;4(3E2
6.7.4设计实现185 skArocs
参考文献187 ho<#i(
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ee\z U~
6.8.1设计目的187 ;:1mv
6.8.2设计任务及要求188 cne[-E
6.8.3设计原理概述188 </Lqk3 S-!
6.8.4设计实现188 *xKR ;?.
参考文献193 GoXHVUyp
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ^<b.j.$<z
6.9.1设计目的194 ^el:)$
6.9.2设计任务及要求194 EFO Q;q
6.9.3设计原理概述194 M,lu)~H
6.9.4设计实现197 x&p=vUuukP
参考文献200 | %9~W^b
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Dn! V)T
6.10.1设计目的200 y['icGU6
6.10.2设计任务及具体要求201 L1+c v;t
6.10.3基本原理概述201 $nN$"
6.10.4设计方案及验证201 Dne&YVF9V
6.10.5结论208 pc>R|~J{2
参考文献208
