《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。 }%_ b$
《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。 e(GP^oK
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。 io-![^{
/! " |_W|n
第一部分 语言篇 qfMo7e@6*
第1章MATLAB语言概述3 B=^)Ub5'
1.1MATLAB简介3 HV{wI1
1.1.1MATLAB的发展历程3 rFj-kojg
1.1.2MATLAB的主要特点3 Pu*6"}#~
1.2MATLAB的系统组成4 }n3/vlW9
1.2.1MATLAB开发环境4 ~^r29' 3
1.2.2MATLAB数学函数库5 f-`)^ 5E
1.2.3MATLAB语言5 #\ X#w<\?
1.2.4MATLAB图形处理系统5 J :V 6
1.2.5MATLAB程序接口5 :?g:~+hfO
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 pH"#8O&
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 K,:cJ
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 5?3Me59
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 A|X">,A
1.4.1菜单和工具栏9 KmA;HiH%J
1.4.2命令行窗口10 /2=#t-p+
1.4.3工作区11 mR?5G: W~R
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 %)/P^9I6
1.5.1帮助窗口11 hp 5|@
1.5.2帮助命令12 |Z Ragn30
1.5.3演示系统（Demos）13 @M_oH:GV
1.5.4帮助系统导航浏览器13 0 Tx{3#
1.5.5远程帮助系统14 e
:% ieH<
1.6MATLAB的基本操作命令14 "AnC?c9?-^
1.6.1通用命令和编辑键14 m
g4nrr\
1.6.2文件管理15 w~"KA 6 ^
1.7MATLAB使用初步16 6/r)y+H
习题16 w&o&jAb-M
第2章MATLAB的基本语法17 N D(/uyI
2.1数据类型17 -ZRO@&tMD
2.1.1数值类型17 +wN^c#~7
2.1.2字符串17 8&?s#5zA
2.1.3逻辑类型19 a1t4Dd
2.1.4元胞数组20 #xQr<p$L6
2.1.5构架数组21 ZjQ
|Wx
2.1.6函数句柄（function）21 - bT)]gA2
2.2变量22 a 1+#3X.
2.2.1变量命名的规则22 lyy W
2.2.2变量的赋值22 AGQ#$fh>7=
2.2.3MATLAB变量的显示23 ]yx$( 6_U
2.2.4MATLAB变量的存取24 Ay5i+)MD
2.3数组及向量运算24 V )x$ |!(
2.3.1数组和向量的创建24 t\{'F 7
2.3.2数组的寻址27 ktFhc3);!
2.3.3数组的运算27 #S sx!+q?
2.3.4向量运算29 T|7}EAR=b
2.4矩阵及其运算30 %_RQx2
2.4.1矩阵的创建30 Lvq >v0|
2.4.2矩阵的运算31 s;S ?;(QI
2.4.3矩阵的常用函数运算33 T arIPp
2.5多项式及其运算34 [y'f|XN
2.5.1多项式的构造34 m '6&9Ja k
2.5.2多项式的运算34 h]5C|M|
2.5.3多项式拟合36 7hlO#PYZ
2.6符号运算37
A: 5x|
2.6.1基本符号对象37 H%UL%l$
2.6.2符号表达式38 / %}*Xh
2.6.3符号表达式的运算38 JEahGzO
2.6.4常用的符号运算39 {mZC$U'
2.7MATLAB绘图40 `\gnl'
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 l_P-j 96WD
2.7.2二维绘图41 #fM#p+v
2.7.3图形修饰43 \?0&0;5
2.7.4三维绘图46 / ';0H_
2.7.5特殊图形48 yp KUkH/
2.7.6四维图形50 w+#C-&z
2.8MATLAB程序设计51 5 44X1Ww2
2.8.1M文件编辑器51 7\ $qFF-y
2.8.2命令文件53 )}D'<^=#T
2.8.3函数文件53 rz wF~-m +
2.8.4M文件的规则54 0- HqPdjR
2.8.5全局变量与局部变量54 Q[vJqkgT
2.8.6程序流控制55 4C<j dv_J
2.8.7程序设计举例58 OGde00
2.8.8程序设计的基本原则60 s>;v!^N?u
习题60 h]+C.Eqnt#
参考文献62 }!"A! ~&
8+a4>8[M
第二部分 应用篇 AsAT_yv#
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 )6,de2Pb
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 DoJ \ q+
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 F(k.,0Nc
3.1.2电矢量垂直入射面66 S1p;nK
3.1.3菲涅耳公式66 4
N H
3.2光的干涉68 v,
n$^R
3.2.1波的叠加原理68 WG6FQAo^8
3.2.2光波的干涉71 k9 "[H'
3.2.3杨氏干涉实验71 gVq;m>\|F
3.2.4牛顿环74 .y_/U wu
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Hyb3 ;yQ
3.3光的衍射79 MBt9SXM
3.3.1光的衍射现象79 uw [<5
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 F~%]6^$w
3.3.3光栅衍射83 ROg(U8
N
3.4光的偏振84 TH; R
3.4.1光波的偏振态84 A )^`?m3
3.4.2光波的偏振态的仿真85 C\/xl#e<@
3.5平行光束通过透镜聚焦87 -yE/f2PgQ
3.5.1平凸透镜光线追迹87 &S l[ lXE
参考文献90 p2n0Z\2
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 S4^vpY
DeN
4.1信息光学函数91 WF1px %
4.1.1矩形函数91 C ~<'rO}|
4.1.2阶跃函数93 0vEoGgY0*:
4.1.3符号函数94 tw^,G(
4.1.4sinc函数94 U]^Hj fX\
4.1.5高斯函数95 |B'9\OkP[=
4.2傅里叶变换97 X%Z{K-
4.3卷积定理99 $}J5xG,}$
4.4傅里叶透镜的仿真101 5b!vgm#])
4.5计算全息103 +W:= e,=
4.5.1全息透镜103 Wc,~ {
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 yRSTk2N@
参考文献107 _d"b;4l
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 M)eO6oX|
5.1图像及数字图像简介108 [q/Abz'i
5.1.1索引图像108 qQA}Z*( m
5.1.2RGB图像109 +?u~APjNN
5.1.3二值图像109 D B-l $rj
5.1.4灰度图像109 AvdXEY(-
5.2数字图像的读取、显示及输出110 plb !.g
5.2.1图像的读取110 lV1G<qP
5.2.2图像的显示110 \@8+ U;d
5.2.3图像的输出112 &j4 xgh 9
5.2.4添加颜色条112 E =e*VEjy
5.3图像类型的转化113 [z9 `)VIe
5.3.1dither函数113 c0%"&a1]]V
5.3.2gray2ind函数114 1QLbf*zeIW
5.3.3im2bw函数115 nQ q=7Gu
5.3.4rgb2gray函数116 V n*
5.3.5rgb2ind函数116 zaah^.MA|
5.4图像的代数操作117 T(f/ ?_%
5.4.1图像的相加117 K[ (NTp $E
5.4.2图像的相减119 -j73Wz
5.4.3图像的相乘121 |K.m P4CKY
5.4.4图像的相除121 .WPV dwV4U
5.5图像的对比度增强123 M[6:p2u
5.5.1线性变换123 G '6@+$ppS
5.5.2非线性变换123 q:dHC,fO
5.6图像的锐化124 ~~v3p>z Rr
5.6.1边界提取和锐化124 9? 0^ap,T
5.6.2锐化滤波器125 :^kZ.6Q@
5.7图像的边缘检测127 gW-V=LV (
5.7.1边缘检测算子127 =bHD#o|R
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 /lo2y?CS*
5.8基于灰度的图像分割131 Q A<Jr5Ys
5.9图像的膨胀与腐蚀134 A9wh(P0\
5.9.1膨胀和腐蚀134 g=;%
5.9.2结构元素134 P8>~c9$I
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 .v$D 13L(o
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 B?4boF ?~
参考文献136 bsB*533
R $&o*K`?
第三部分 实例篇 %kdE un
第6章课程设计综合实例139 nHm}zOLc
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 w+yC)Rmz
6.1.1设计目的139 4WJ.^ (
6.1.2设计任务及具体要求139 ,QcF|~n
6.1.3基本原理概述139 @7?#Y|`
6.1.4设计方案及验证140 '=Rs/EDME
参考文献148 Fxm$9(Y
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 E=>FjCsu<-
6.2.1设计目的148 <-[wd.M_
6.2.2设计任务及要求148 4"(<X
6.2.3设计原理概述149 a{R%#e\n
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ](&{: >RNJ
参考文献154 CitDm1DXt/
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 s;3= {e.
6.3.1设计目的154 ly:q6i
6.3.2设计任务及要求155 M+ w=O!dq
6.3.3设计原理概述155 B]uc<`f
6.3.4MATLAB仿真实现155 tD+9kf2
参考文献160 ] =>F.GE
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 1IZ3=6
6.4.1设计目的161 mGJ asn
6.4.2设计任务及要求161 fp+gyTnd3
6.4.3设计原理概述161 _i20|v
6.4.4设计实现163 b)=[1g/=L
参考文献169 K%^V?NP*{Z
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 jpO7'ivG
6.5.1设计目的169 T3k #VNH
6.5.2设计任务及要求169 1+}{8D_F
6.5.3设计原理概述169 Of4^?`
^
6.5.4设计实现171 b/C`J p
参考文献178 ~])t 6i
6.6基于MATLAB的相关识别178 p$PKa.Y3
6.6.1设计目的178 5 u*-L_
6.6.2设计任务及要求178 g K[YQXfTy
6.6.3设计原理概述178 U$_xUG
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ?XA2&
参考文献183 Ry%Mej:
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 A'jP7 P
6.7.1设计目的183 X pBj%e:
6.7.2设计任务及要求183 4}4Pyjh
6.7.3设计原理概述183 e> (<eu~P
6.7.4设计实现185 tE]= cTSV
参考文献187 ]%?YZn<{
6.8基于MATLAB的激光束合成187 _Ou WB"
6.8.1设计目的187 a2
Y;xe
6.8.2设计任务及要求188 ]
:BX!<
6.8.3设计原理概述188 / .W w6a~
6.8.4设计实现188 6~1|qEe6I
参考文献193 <gJU?$
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 W9D86] 3Y
6.9.1设计目的194 f] J M /
6.9.2设计任务及要求194 % l ,,_:7{
6.9.3设计原理概述194 p; tVn{u
6.9.4设计实现197 CS==A57I
参考文献200 C4~;y hz
6.10基于MATLAB的人脸识别200 w8Sp <6*
6.10.1设计目的200 @8;W \L$~1
6.10.2设计任务及具体要求201 %we u 1f
6.10.3基本原理概述201 /4`
0?/V
6.10.4设计方案及验证201 0},PJ$8x
6.10.5结论208 x)rM/Kq
参考文献208
