《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。 Q\H1=8
《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。 =Sjr*)<@j
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。 .T!R&#]n
UXs=7H".
第一部分 语言篇 Cu2eMUGt
第1章MATLAB语言概述3 dP[vXhc
1.1MATLAB简介3 cXcrb4IKD
1.1.1MATLAB的发展历程3 3)D' Yx
1.1.2MATLAB的主要特点3 sY|b y\-c
1.2MATLAB的系统组成4 i^<P@ |q
1.2.1MATLAB开发环境4 FJI%+$]
1.2.2MATLAB数学函数库5 rN$U%\.I
1.2.3MATLAB语言5 <n#phU Q
1.2.4MATLAB图形处理系统5 4O I''i
1.2.5MATLAB程序接口5 3EY>X S
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 *8I+D>x
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ]TE(:]o7V
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 k 4HE'WY
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 W't?aj I|
1.4.1菜单和工具栏9 0\B31=N(
1.4.2命令行窗口10 NA :_yA"
1.4.3工作区11 y 3Z\ Y[
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 t [r<&1[ &
1.5.1帮助窗口11 wI0NotC
1.5.2帮助命令12 ]3 KMFV}
1.5.3演示系统（Demos）13 R>C^duos.
1.5.4帮助系统导航浏览器13
p YRqV
1.5.5远程帮助系统14 =/ #+,
1.6MATLAB的基本操作命令14 ~[N"Q|D3Y
1.6.1通用命令和编辑键14 av8\?xmo.$
1.6.2文件管理15 `SfBT1#5G
1.7MATLAB使用初步16 M+|J;caX
习题16
^ UDNp.6k
第2章MATLAB的基本语法17 -qJ%31Mr#
2.1数据类型17 prdc}~J8{
2.1.1数值类型17 /0_^Z2
2.1.2字符串17 rYK GBo8"
2.1.3逻辑类型19 `;c{E%qeq
2.1.4元胞数组20 NZQl#ZJH:
2.1.5构架数组21 P}re"<MD
2.1.6函数句柄（function）21 LkwjEJQf
2.2变量22 b%TLvV 9F
2.2.1变量命名的规则22 /QW-#K|S&
2.2.2变量的赋值22 tb1w 6jaU
2.2.3MATLAB变量的显示23 = }!4%.$
2.2.4MATLAB变量的存取24 K;'s+ZD
2.3数组及向量运算24 |Bhj L,
2.3.1数组和向量的创建24 i.5?b/l0
2.3.2数组的寻址27 \2^_v'
>K
2.3.3数组的运算27 +?%L X4Y
2.3.4向量运算29 *RllKP Y)
2.4矩阵及其运算30 3*C|"|lJ
2.4.1矩阵的创建30 ' 2: HBJ
2.4.2矩阵的运算31 O?OG`{k
2.4.3矩阵的常用函数运算33 zqlgJn
2.5多项式及其运算34 sMDHg
2.5.1多项式的构造34 ]m=2 $mK
2.5.2多项式的运算34 g5[r!XO
2.5.3多项式拟合36 mGC! 7^_D`
2.6符号运算37 E5. @=U,c
2.6.1基本符号对象37 V+>.Gf
2.6.2符号表达式38 J5#shs[M:
2.6.3符号表达式的运算38 P>wT p)
2.6.4常用的符号运算39 u d$*/ )/
2.7MATLAB绘图40 +2 x|j>
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 /s[D[:P_
2.7.2二维绘图41 H6 V!W\:s
2.7.3图形修饰43 z cCGR Ee=
2.7.4三维绘图46 }pOJ M &I
2.7.5特殊图形48 9
lH00n+'
2.7.6四维图形50 Kn`-5{1B|
2.8MATLAB程序设计51 0UN65JBuD
2.8.1M文件编辑器51 YJqbA?i
2.8.2命令文件53 " LkI '>3}
2.8.3函数文件53 Y<)9TU :D!
2.8.4M文件的规则54 Y u e#
2.8.5全局变量与局部变量54 a<Ksas'5S
2.8.6程序流控制55 P +(q38f[
2.8.7程序设计举例58 4) z* Vux
2.8.8程序设计的基本原则60 DEN (pA\
习题60 .:A&5Y-
参考文献62 |N+uEiJ
_2wH4 ^Vb
第二部分 应用篇 |0s)aV|K
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 6[S-%|f
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 .EdQ]c-E=
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 Nny#}k
Bt
3.1.2电矢量垂直入射面66 Q'R*a(pm
3.1.3菲涅耳公式66 @*"H{xo.U
3.2光的干涉68 Ba Xf=RsZ
3.2.1波的叠加原理68 lL6W:Fq@(
3.2.2光波的干涉71 :7DXLI|L#?
3.2.3杨氏干涉实验71 bd[% =5
3.2.4牛顿环74 WLA LXJ7
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ;)ji3 M
3.3光的衍射79 #J|DW C!#d
3.3.1光的衍射现象79 u~ \l~v^mj
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 tEjT$`6hp
3.3.3光栅衍射83 ,); -v4$
3.4光的偏振84 3R)_'!R[B
3.4.1光波的偏振态84 g#s hd~e
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ; wKsi_``@
3.5平行光束通过透镜聚焦87 `Yw:<w\4C
3.5.1平凸透镜光线追迹87 =+"=|cQ
参考文献90 84j A)
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 PCZ %<>v
4.1信息光学函数91 XI7:y4M
4.1.1矩形函数91 mz?1J4 rt
4.1.2阶跃函数93 6:3F,!J!
4.1.3符号函数94 f0]`TjY
4.1.4sinc函数94 @ zi_@B
4.1.5高斯函数95 ,Uu#41ZOKL
4.2傅里叶变换97 'm|PSwB7
4.3卷积定理99 bC0DzBnM;
4.4傅里叶透镜的仿真101 ZP;WXB`
4.5计算全息103 H&h"!+t(#
4.5.1全息透镜103 [E 6ZmMB&
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 aa,^+^ J
参考文献107 W}rL HAaDh
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 NW`L6wgl
5.1图像及数字图像简介108 ;k5B@z/<S
5.1.1索引图像108 Dio9'&DtC
5.1.2RGB图像109 r(DW,xoK0
5.1.3二值图像109 |[/'W7TV%?
5.1.4灰度图像109 ],xvhfZ"dn
5.2数字图像的读取、显示及输出110 "d
c-
!
5.2.1图像的读取110 bm#/ KT_8
5.2.2图像的显示110 gib'f@i ;
5.2.3图像的输出112 L]#b = Y
5.2.4添加颜色条112 B> V)6\
5.3图像类型的转化113 :3.!?mOe2
5.3.1dither函数113 &9Xn:<"`)
5.3.2gray2ind函数114 EVW\Z 2N.
5.3.3im2bw函数115 %WAaoR&u
5.3.4rgb2gray函数116 Bf8[(oc~
5.3.5rgb2ind函数116 yLEA bd%+
5.4图像的代数操作117 EKf! j3
5.4.1图像的相加117 U_<k*o@:
5.4.2图像的相减119 /[,0,B9!3
5.4.3图像的相乘121 Z@6xu;O
5.4.4图像的相除121 E5
uk<e_
5.5图像的对比度增强123 %hN7K
5.5.1线性变换123 z(Q 5?+P
5.5.2非线性变换123 HL~DIC%
5.6图像的锐化124 u
-A_l<K
5.6.1边界提取和锐化124 ( R-(
5.6.2锐化滤波器125 7[It
5.7图像的边缘检测127 QR {>]I
5.7.1边缘检测算子127 %&pd`A/
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 lc\%7-%:5
5.8基于灰度的图像分割131 WuMr";2*E
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Hk@LHC
5.9.1膨胀和腐蚀134 e7M6|6nb
5.9.2结构元素134 8DcIM(;Z
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 jq( QL%)_O
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 OpLUmn
参考文献136 PYr'1D'
{C5-M! D{<
第三部分 实例篇 wkKSL
第6章课程设计综合实例139 T~)R,OA7m
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 v%;Ny ab6$
6.1.1设计目的139 jh"YHe/X
6.1.2设计任务及具体要求139 Tzr'3m_
6.1.3基本原理概述139 %nhE588xf
6.1.4设计方案及验证140 ep G!V#I
参考文献148 X][=(l!;w7
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ?6 //'bO:%
6.2.1设计目的148 yeI c Q%
6.2.2设计任务及要求148 }xpo @(e
6.2.3设计原理概述149 x,UP7=6
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Qq3 UC%Z1
参考文献154 E(Zm6 ~
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 O6 n ]l
6.3.1设计目的154 qKk|2ecTB5
6.3.2设计任务及要求155 3 uJ?;
6.3.3设计原理概述155 a]@BS6
6.3.4MATLAB仿真实现155 y=LN| vkQ
参考文献160 rkn'1 M&u
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 DeTLh($\
6.4.1设计目的161 eu0j jeB
6.4.2设计任务及要求161 +^ `n- m
6.4.3设计原理概述161 oW3| b2D
6.4.4设计实现163 eDY)i9"W
参考文献169 fT.M glJcb
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 23/;W|
6.5.1设计目的169
Ww=b{lUD
6.5.2设计任务及要求169 =)nJ'}x
6.5.3设计原理概述169 C sCH :>
6.5.4设计实现171 sPvjJ r"s
参考文献178 .1 jeD .l
6.6基于MATLAB的相关识别178 #3_
@aq*
6.6.1设计目的178 UdcrX`^.
6.6.2设计任务及要求178 ^xQPj6 P}
6.6.3设计原理概述178 {!^0j{T
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 {_UO S8j7
参考文献183 8/R9YiY5*
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 OJD! Ar8Q
6.7.1设计目的183 :M8y
2f h
6.7.2设计任务及要求183 p{AX"|QM"
6.7.3设计原理概述183 jmF)iDvjuZ
6.7.4设计实现185 D+y?KihE
参考文献187 3 95`Wkv
6.8基于MATLAB的激光束合成187 h !?rk|
6.8.1设计目的187 !V-(K_\t
6.8.2设计任务及要求188 .$ o
A~
6.8.3设计原理概述188 yw >Frb5p
6.8.4设计实现188 kAq#cLprG
参考文献193 p#
|}
o9
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 5]K2to)>`
6.9.1设计目的194 f o idneus
6.9.2设计任务及要求194 ~~q>]4>
6.9.3设计原理概述194 (*9-Fa
6.9.4设计实现197 mDO! o
参考文献200 tac\K i?
6.10基于MATLAB的人脸识别200 *Tr9pq%m
6.10.1设计目的200 6zI}?KZf
6.10.2设计任务及具体要求201 a\&g;n8jA
6.10.3基本原理概述201 sgRWjrc/
6.10.4设计方案及验证201 @@ cc /S
6.10.5结论208 \2CEEs'
参考文献208
