《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。 Y6W3WPs(
《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。 JIjqGxR
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。 `3*>tq
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第一部分 语言篇 !f V.#9AB#
第1章MATLAB语言概述3 ' h([Y8p{
1.1MATLAB简介3 p$0;~1vH
1.1.1MATLAB的发展历程3 gXE'3
1.1.2MATLAB的主要特点3 ^4`q%_vm
1.2MATLAB的系统组成4 gh['T,
1.2.1MATLAB开发环境4 UW. F1)
1.2.2MATLAB数学函数库5 hm&{l|u{RU
1.2.3MATLAB语言5 [="moh2*f
1.2.4MATLAB图形处理系统5 U"<Z ^)
1.2.5MATLAB程序接口5 2sk^A
ly
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 uZW
? 0W
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 jgVra*
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 v'2EYTVNJD
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 Gg{@]9
1.4.1菜单和工具栏9 jCtl
]
1.4.2命令行窗口10 U^snb6\5
1.4.3工作区11 #J q@p_T"
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 +d2+w1o^V
1.5.1帮助窗口11 <YUc?NF
1.5.2帮助命令12 =u YSZR
1.5.3演示系统（Demos）13 Q{0-p Hr}
1.5.4帮助系统导航浏览器13 psta&u\ q
1.5.5远程帮助系统14 {Ejv8UdA9
1.6MATLAB的基本操作命令14 m Ws egq4
1.6.1通用命令和编辑键14 tI{pu}/"#
1.6.2文件管理15 e-]k{_wm
1.7MATLAB使用初步16 ;#G>q o
习题16 |0b$60m$!t
第2章MATLAB的基本语法17 M+ ^]j
2.1数据类型17 d9R0P2
2.1.1数值类型17 T=ox;r
2.1.2字符串17 ;^=eiurv
2.1.3逻辑类型19 {t;Q#Ou.
2.1.4元胞数组20 %Jq(,u
2.1.5构架数组21 FwBktuS
2.1.6函数句柄（function）21 aL-V 9y
2.2变量22 @433?g`2b
2.2.1变量命名的规则22 ad&Mk^p
2.2.2变量的赋值22 Z5bmqhDo[
2.2.3MATLAB变量的显示23 :{E 3H3
2.2.4MATLAB变量的存取24 H*A)U' `
2.3数组及向量运算24 s<sqO,!
2.3.1数组和向量的创建24 <T+Pw7X
2.3.2数组的寻址27 0d9rJv}~
2.3.3数组的运算27 +VAfT\G 2
2.3.4向量运算29 R
=mawmQ2
2.4矩阵及其运算30 H)
m!)=\'
2.4.1矩阵的创建30 jSa EwN
2.4.2矩阵的运算31 }u5 Mexs
2.4.3矩阵的常用函数运算33 H_o<!YxK
2.5多项式及其运算34 Q^Y>T&Q
2.5.1多项式的构造34 P=KOw;bs
2.5.2多项式的运算34 D4c}z#}*0
2.5.3多项式拟合36 Ud*.[GRD~
2.6符号运算37 VrQw;-rQ
2.6.1基本符号对象37 8T&m{s
2.6.2符号表达式38 ~*L H[l>K
2.6.3符号表达式的运算38 r&o%n5B
2.6.4常用的符号运算39 oH xaa>C>
2.7MATLAB绘图40 kFw3'OZ ,
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 $ B2*
x$
2.7.2二维绘图41 #Ru +|KL
2.7.3图形修饰43 oQjh?vm
2.7.4三维绘图46 Q'7o_[o/
2.7.5特殊图形48 mu= u!by.E
2.7.6四维图形50 nC_<pq^tr
2.8MATLAB程序设计51 SXwgn >
2.8.1M文件编辑器51 bpz B}nEp
2.8.2命令文件53 (xG#D;M0
2.8.3函数文件53 dn:g_!]p
2.8.4M文件的规则54 v\n!Li H
2.8.5全局变量与局部变量54 IW$&V` `v
2.8.6程序流控制55 QI0ARd S
2.8.7程序设计举例58 3543[W#a
2.8.8程序设计的基本原则60 ag:#82C
习题60 fR_)e:
参考文献62 zc* qmb
lU :z>gC
第二部分 应用篇 b ?B"u^b!
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 rv9qF |2r{
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 [<1i[\^
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 CW*6 -q
3.1.2电矢量垂直入射面66 4{}u PbS
3.1.3菲涅耳公式66 r1}7Q7-z
3.2光的干涉68 C/<f R:`c
3.2.1波的叠加原理68 [9'5 +RXw3
3.2.2光波的干涉71 1YAy\F~`.
3.2.3杨氏干涉实验71 Y 0$m~ }j
3.2.4牛顿环74 tE(x8>5A:
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Q\m"n^ XN
3.3光的衍射79 ` *$^rQS
3.3.1光的衍射现象79 &{Uaa
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 Y0&w;P
3.3.3光栅衍射83 l"CH I*
3.4光的偏振84 z* zLK[t+
3.4.1光波的偏振态84 }b)?o@9}:
3.4.2光波的偏振态的仿真85 S8.nM}x
3.5平行光束通过透镜聚焦87 \@MGO aR]
3.5.1平凸透镜光线追迹87 M}(4> W
参考文献90 h*_r='
E
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 Y49kq}
4.1信息光学函数91 ""d3ownKhw
4.1.1矩形函数91 \<i#Jn+ )
4.1.2阶跃函数93 ln3x1^!
4.1.3符号函数94 a[lE9JA;|
4.1.4sinc函数94 ;6fk G/T
4.1.5高斯函数95 C U lANd"
4.2傅里叶变换97 q^"P_ pV\
4.3卷积定理99 =1VY/sv
4.4傅里叶透镜的仿真101 {D1=T Tr^
4.5计算全息103 }eEF/o
4.5.1全息透镜103 %QwMB`x
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 b[e+(X
参考文献107 sBwkHsDD
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 ~4XJ" d3L
5.1图像及数字图像简介108 @^k$`W;
5.1.1索引图像108 NawnC!~ $
5.1.2RGB图像109 \< T6+ 3p
5.1.3二值图像109 <9\_b 6
5.1.4灰度图像109 rf1-E5 7#
5.2数字图像的读取、显示及输出110 >]ZojdOl)
5.2.1图像的读取110 J5@_OIc1y
5.2.2图像的显示110 B:^5W{
5.2.3图像的输出112 < g6
[mS
5.2.4添加颜色条112 e0v&wSi
5.3图像类型的转化113 axXA y 5
5.3.1dither函数113 Qnr' KbK
5.3.2gray2ind函数114 EBK\.[
5.3.3im2bw函数115 "=P@x|I
5.3.4rgb2gray函数116 #FTXy >W
5.3.5rgb2ind函数116 k3S**&i!CR
5.4图像的代数操作117 ^hY<avi6s
5.4.1图像的相加117 TQ ID-I
5.4.2图像的相减119 AD*+?%hj
5.4.3图像的相乘121 AHn^^'&x[
5.4.4图像的相除121 v,Ep2$
5.5图像的对比度增强123 r4!z A-{
5.5.1线性变换123 4V43(G
5.5.2非线性变换123 ,lL0'$k~
5.6图像的锐化124 ~[k 2(
5.6.1边界提取和锐化124 MJ}VNv|S
5.6.2锐化滤波器125 {^MR^4&} (
5.7图像的边缘检测127 K'1rS[^>R
5.7.1边缘检测算子127 z~z.J ]
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 xV <NeU
5.8基于灰度的图像分割131 Rqvm %sAi
5.9图像的膨胀与腐蚀134 xU67ztS'E'
5.9.1膨胀和腐蚀134 ec"L*l"
5.9.2结构元素134 5-=mtvA:
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 96MR nj*Y[
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 m(*CuM[E
参考文献136 } 1X,~y]
&*/X*!_HK
第三部分 实例篇 RX7,z.9@'O
第6章课程设计综合实例139 $Iqt
c)DA
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 /+02 B P
6.1.1设计目的139 :tzCuK?e
6.1.2设计任务及具体要求139 2&Wc4,O!i
6.1.3基本原理概述139 (MJu3t
@
6.1.4设计方案及验证140 {,P&0 5iSi
参考文献148 JMO"(?
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 E*rDwTd
6.2.1设计目的148 #_|b;cf
6.2.2设计任务及要求148 Jw;J$
u!d
6.2.3设计原理概述149 S`"IM?
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 9at 7$Nq
参考文献154 @} aK\
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 QJOP *<O
6.3.1设计目的154 3ywBq9FGhp
6.3.2设计任务及要求155 Q:=s99
6.3.3设计原理概述155 }{]{`\
6.3.4MATLAB仿真实现155 .`xcR]PQ
参考文献160 Z 1^S;#v
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 |D`Zi>lv
6.4.1设计目的161 p]=8=p E<
6.4.2设计任务及要求161 `|v0@-'$
6.4.3设计原理概述161 }b6ja y
6.4.4设计实现163 [x-Z)Q. 5
参考文献169 w7w$z _P
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 A+;]# 1y(D
6.5.1设计目的169 \*d@_oQ$
6.5.2设计任务及要求169 I ?l*GO+pz
6.5.3设计原理概述169 > {npg2
6.5.4设计实现171 Hsx`P
参考文献178 _3hCu/BV
6.6基于MATLAB的相关识别178 "+Xwc+v^
6.6.1设计目的178 RQ}x7< /{
6.6.2设计任务及要求178 cs~
}k7><
6.6.3设计原理概述178 |$7!u DU8
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 }Ct_i'Ow
参考文献183 wQ(ME7 t
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 <[l2 ]"Q
6.7.1设计目的183 N#]f?6 *R
6.7.2设计任务及要求183 ~>s^/`|?
6.7.3设计原理概述183 lE=Q(QUr
6.7.4设计实现185 NoZz3*j=
参考文献187 l|j&w[c[Q0
6.8基于MATLAB的激光束合成187 LdVGFlcXi
6.8.1设计目的187 2ORWdR.b
6.8.2设计任务及要求188 ^_)CQ% W?
6.8.3设计原理概述188 ^ /:]HG
6.8.4设计实现188 !4I?5 9
参考文献193 M8S4D&vpD4
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 P%B1dRa
6.9.1设计目的194 ;?h#',(p
6.9.2设计任务及要求194 |WubIj*\{
6.9.3设计原理概述194 (W N 'wp
6.9.4设计实现197 Tff7 SEP
参考文献200 l<z[)fE{uS
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ,7/un8:%c
6.10.1设计目的200 ?aO%\<b
6.10.2设计任务及具体要求201 zXUE<\
6.10.3基本原理概述201 }u:^ Mz
6.10.4设计方案及验证201 4ol=YGCI_
6.10.5结论208 otX#}} +
参考文献208
