《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。 Y 9}ga 4
《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。 Hhzi(<e^
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。 !MyCxM6
SG4)kQ
第一部分 语言篇 c{"qrwLA
第1章MATLAB语言概述3 L eu93 f2
1.1MATLAB简介3 9Ai 3p
1.1.1MATLAB的发展历程3 I.6
qA *
1.1.2MATLAB的主要特点3 a5 k![sw\
1.2MATLAB的系统组成4 D7lRZb
1.2.1MATLAB开发环境4 ]as+gZ8
1.2.2MATLAB数学函数库5 9Ro7xSeD
1.2.3MATLAB语言5 \Dx;AK s
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Z[G[. \0
1.2.5MATLAB程序接口5 g=na3^ PL6
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 O<`N0
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Yq-Vwh/
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 MqAN~<l [
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 HkQ rij6
1.4.1菜单和工具栏9 ?:Sqh1-z
1.4.2命令行窗口10 =c ;. cW
1.4.3工作区11 cK1 Fv6V#
1.5MATLAB R2014a帮助系统11
|W\U9n
1.5.1帮助窗口11 M:* )l (
1.5.2帮助命令12 wZg~k\_lF
1.5.3演示系统（Demos）13 @@z5v bs'{
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ~f6 Q
1.5.5远程帮助系统14 s?Z{LWZ@
1.6MATLAB的基本操作命令14 M nnVk=
1.6.1通用命令和编辑键14 c6Z"6-}$
1.6.2文件管理15 b O'?7= SC
1.7MATLAB使用初步16 #|QA_5
习题16 U?xa^QVhj
第2章MATLAB的基本语法17 MMy\u) 4
2.1数据类型17 v05$"Ig
2.1.1数值类型17 {U)q)
2.1.2字符串17 1wy?<B.f
2.1.3逻辑类型19 or`D-x)+@
2.1.4元胞数组20 $}t;c62
2.1.5构架数组21 pS~=T}o
2.1.6函数句柄（function）21 ?s@=DDB\u
2.2变量22 P]0/ S
2.2.1变量命名的规则22 2Ah B)8bG
2.2.2变量的赋值22 Ys>Z=Eky
2.2.3MATLAB变量的显示23 (&1 56 5
2.2.4MATLAB变量的存取24 SQ057V>'=
2.3数组及向量运算24 gs(ZJO1 /L
2.3.1数组和向量的创建24 4C }#lW9
2.3.2数组的寻址27 s dBB (
2.3.3数组的运算27 qm6 X5T
2.3.4向量运算29 Ce:w^P+
2.4矩阵及其运算30 r-AD*h@QZ
2.4.1矩阵的创建30 ' 7H"ezt
2.4.2矩阵的运算31 ey uQ}R
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ;TL>{"z`x
2.5多项式及其运算34 6f^IA a|
2.5.1多项式的构造34 t+#vcg,G
2.5.2多项式的运算34 98*C/=^TH{
2.5.3多项式拟合36 "..I$ R
2.6符号运算37 v+ ~O\v5Q
2.6.1基本符号对象37 Eih6?Lpu
2.6.2符号表达式38 <C_FRpR<f
2.6.3符号表达式的运算38 bA EwjZ
2.6.4常用的符号运算39 P@0J!
2.7MATLAB绘图40 ZK Jhmk
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 o|APsQE
2.7.2二维绘图41 g f<vQb|
2.7.3图形修饰43 ~Kt2g\BSok
2.7.4三维绘图46 # '97mg
2.7.5特殊图形48 1cS *T>`
2.7.6四维图形50 4t 0p!IxG
2.8MATLAB程序设计51 A$n:
2.8.1M文件编辑器51 0py29>"t
2.8.2命令文件53 j/F:j5O*
2.8.3函数文件53 HHL7z,%f
2.8.4M文件的规则54 *-&+;|mM
2.8.5全局变量与局部变量54 CQs,G8 \/
2.8.6程序流控制55 Q[9W{l+
2.8.7程序设计举例58
= Atyy
2.8.8程序设计的基本原则60 eMtQa;Lc9o
习题60 x$z>.4
参考文献62 _adW>-wQ!d
| Es,$
第二部分 应用篇 y;f nC5Q
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ~En]sj
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 WO*dO9O
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 NbK67p:
3.1.2电矢量垂直入射面66 lL,0IfC,
3.1.3菲涅耳公式66 s8;*Wt
3.2光的干涉68 0 *]Z C'pm
3.2.1波的叠加原理68 N7!(4|14
3.2.2光波的干涉71 Nk<H=kw+
3.2.3杨氏干涉实验71 ^nLk{<D35
3.2.4牛顿环74 )BZ6QO`5n
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 > $7{H]
3.3光的衍射79 Hq|{Nt%Q
3.3.1光的衍射现象79 2L S9 1
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ywj'O
e41
3.3.3光栅衍射83 ,"5xKF+cS
3.4光的偏振84 {a,U{YJ\H
3.4.1光波的偏振态84 or(P?Ro
3.4.2光波的偏振态的仿真85 v!#koqd1y.
3.5平行光束通过透镜聚焦87 J
I E0O`
3.5.1平凸透镜光线追迹87 QC(ce)Y
参考文献90 e\ }'i-
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 HE-ErEtGB
4.1信息光学函数91 'OU`$K7n
4.1.1矩形函数91 *JO%.QNg
4.1.2阶跃函数93 ~BgNM O;|
4.1.3符号函数94 U%)*I~9
4.1.4sinc函数94 dvLL~VP
4.1.5高斯函数95 gR wRh A/
4.2傅里叶变换97 ]Aj5 K
4.3卷积定理99 ]' <"qY
4.4傅里叶透镜的仿真101 A~;+ P
4.5计算全息103 jSw >z`'#H
4.5.1全息透镜103 UPkc-^BN
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 /5~j"|
U'
参考文献107 EQX?Zs?C
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 R#Z
m[S
5.1图像及数字图像简介108 WL;2&S/{ @
5.1.1索引图像108 L(}/W~En
5.1.2RGB图像109 {w ]L'0ES[
5.1.3二值图像109 LAuaowE\v
5.1.4灰度图像109 j3fq}>=
5.2数字图像的读取、显示及输出110 8aVj@x$'
5.2.1图像的读取110 H <
5.2.2图像的显示110 2
;Q|h$ n
5.2.3图像的输出112 '\P+Bu ]6&
5.2.4添加颜色条112 JTTI`b2l_
5.3图像类型的转化113 G#3$sz
5.3.1dither函数113 vkLyGb7r<
5.3.2gray2ind函数114 gH0Rd
WX
5.3.3im2bw函数115 Q@rlqWgU
~
5.3.4rgb2gray函数116 5KW
n >n
5.3.5rgb2ind函数116 ; pG5zRe
5.4图像的代数操作117 {?X9juc/#
5.4.1图像的相加117 .]/k#H v
5.4.2图像的相减119 %V92q0XW
5.4.3图像的相乘121 } A}Vd:#
5.4.4图像的相除121 +u3vKzD
5.5图像的对比度增强123 `eKF s0M.
5.5.1线性变换123 ;W3c|5CE
5.5.2非线性变换123 9Yji34eDZ
5.6图像的锐化124 q5 .5 %W
5.6.1边界提取和锐化124 B
\.0 5<
5.6.2锐化滤波器125 8< z
5.7图像的边缘检测127 |al'_s}I
5.7.1边缘检测算子127 /brHB @$
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 3*e )D/l m
5.8基于灰度的图像分割131 6G:7r [
5.9图像的膨胀与腐蚀134 j#9n.i
%h
5.9.1膨胀和腐蚀134 "MDy0Tj8EN
5.9.2结构元素134 \n-.gG
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ES5a`"H
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 uy([>8uu
参考文献136 Bb7Vf7>
>ajcfG .k(
第三部分 实例篇 D ;Y2yc[v
第6章课程设计综合实例139 Kp [5"N8
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Q S<)*
6.1.1设计目的139 L] =LY
6.1.2设计任务及具体要求139 -IL' (vx
6.1.3基本原理概述139 =64Ju Wvo
6.1.4设计方案及验证140 V QbKrnX
参考文献148 ki]i[cdk
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 _
Uv3g lK
6.2.1设计目的148 <\L=F8[
6.2.2设计任务及要求148 &izk$~
6.2.3设计原理概述149 Wbi12{C
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 $ ~/x;z:
参考文献154 Y~U WUF%aK
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 dbfI!4
6.3.1设计目的154 kj`h{Wc[)
6.3.2设计任务及要求155 F ZfhiIf
6.3.3设计原理概述155 vcSb:('
6.3.4MATLAB仿真实现155 xgWVxX^)
参考文献160 K# h7{RE
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 r,ep{
p
6.4.1设计目的161 B &)wJG
6.4.2设计任务及要求161 tS[@ ?qP
6.4.3设计原理概述161 `%=!_|
6.4.4设计实现163 #G("Oh
参考文献169 j`-9.
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 sDXQ{*6a
6.5.1设计目的169 .;37 e
6.5.2设计任务及要求169 +P=I4-?eX
6.5.3设计原理概述169 /z4n?&tM
6.5.4设计实现171 @eRv`O"
参考文献178 I_ na^s h*
6.6基于MATLAB的相关识别178 l6-%)6u>
6.6.1设计目的178 u@kr;^m
6.6.2设计任务及要求178 !3Q^oR
6.6.3设计原理概述178 %kiPE<<x
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 I0Of K3!^
参考文献183 ( Uk\O`)m
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 CPu~^ik
6.7.1设计目的183 i$z*~SuM#
6.7.2设计任务及要求183 / KxZ+Ww>v
6.7.3设计原理概述183 ! p3vnO X6
6.7.4设计实现185 8&v%>wxR@
参考文献187 G \
/L.T
6.8基于MATLAB的激光束合成187 z5t"o !
6.8.1设计目的187
k; vhQ=
6.8.2设计任务及要求188 \PK}4<x}
6.8.3设计原理概述188 k#<Y2FJa
6.8.4设计实现188 :SVWi}:Co1
参考文献193 UvVq# < -
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ^-K ~ y
6.9.1设计目的194 &(A'uX.>pr
6.9.2设计任务及要求194 incUa;
6.9.3设计原理概述194 CDWchY
6.9.4设计实现197 a`zw 5
参考文献200 * v u
6.10基于MATLAB的人脸识别200 +JY]J89
6.10.1设计目的200 >~\CiV4^
6.10.2设计任务及具体要求201 r'& 6P-Vm
6.10.3基本原理概述201 F vHd `
6.10.4设计方案及验证201 _E
x d :
6.10.5结论208 pAc "Wo(Q
参考文献208
