《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。 N0]z/}hd@
《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。 "_t4F4z
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。 O2C6V>Q;
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第一部分 语言篇 XnD0eua#
第1章MATLAB语言概述3 Pv# KmSA9
1.1MATLAB简介3 7Ez}k}aR<
1.1.1MATLAB的发展历程3 }Bd_:#.mw
1.1.2MATLAB的主要特点3 5Lw{0uLr
1.2MATLAB的系统组成4 KvGbDG
1.2.1MATLAB开发环境4 %@>YNPD`E
1.2.2MATLAB数学函数库5 :#qUMiu$
1.2.3MATLAB语言5 sbz eY 1
1.2.4MATLAB图形处理系统5 {d8^@UL
1.2.5MATLAB程序接口5 5qGGu.$Ihi
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ^Wf
S\M`
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 8 ` a,D5U:
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 *JwFD^<j
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 6F,/ w:
1.4.1菜单和工具栏9 ]Uu
aN8
1.4.2命令行窗口10 : sFo
1.4.3工作区11 c$/<l5Uw
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 P> |Ef~j
1.5.1帮助窗口11 >;m{{nj
1.5.2帮助命令12 {Wh BoD
1.5.3演示系统（Demos）13 2,+d |1(4o
1.5.4帮助系统导航浏览器13 R !9qQn?
1.5.5远程帮助系统14 h5 j<u
1.6MATLAB的基本操作命令14 UB a-
1.6.1通用命令和编辑键14 ci;&CHa
1.6.2文件管理15 iEe#aO"D!
1.7MATLAB使用初步16 ad9EG#mD#
习题16 Bf/ |{@
第2章MATLAB的基本语法17 ekrBNDs9
2.1数据类型17 xwi!:PAf,o
2.1.1数值类型17 pVY4q0@
2.1.2字符串17 3XnE y
+
2.1.3逻辑类型19 (VEp~BW@-R
2.1.4元胞数组20 7O"hiDQ
2.1.5构架数组21 Y4`QK+~fH
2.1.6函数句柄（function）21 s88y{o
2.2变量22 s_TD4~
$
2.2.1变量命名的规则22 NfOp=X?Y
2.2.2变量的赋值22 )]3L/
2.2.3MATLAB变量的显示23 ve6x / PD
2.2.4MATLAB变量的存取24 E3bwy K!s
2.3数组及向量运算24 mLQUcYfR
2.3.1数组和向量的创建24 h+5 @I%WX
2.3.2数组的寻址27 }Iip+URG
2.3.3数组的运算27 j|k @MfA
2.3.4向量运算29 ]?M)NRk%S
2.4矩阵及其运算30 kwO eHdV^
2.4.1矩阵的创建30
A=0@UqM
2.4.2矩阵的运算31 ?/)lnj)e{
2.4.3矩阵的常用函数运算33 j"i#R1T
2.5多项式及其运算34 1c /
X
2.5.1多项式的构造34 !M,h7 9NM
2.5.2多项式的运算34 x vdY
8%S
2.5.3多项式拟合36 D@:"f?K>
2.6符号运算37 G 8n oQ_-
2.6.1基本符号对象37 l!/!?^8|f
2.6.2符号表达式38 $ 3]b>v
2.6.3符号表达式的运算38 I'?6~Sn3
2.6.4常用的符号运算39 Z~ _8P
2.7MATLAB绘图40 ET e-
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 tq0;^L
2.7.2二维绘图41 l YP~3wp99
2.7.3图形修饰43 [t$4Td d
2.7.4三维绘图46 [1Uz_HY["3
2.7.5特殊图形48 $M39 #a
2.7.6四维图形50 *Er? C;
2.8MATLAB程序设计51 h mds(lv7
2.8.1M文件编辑器51 z|Ap\[ GS
2.8.2命令文件53 R2CQXhiJ
2.8.3函数文件53 <&6u]uKrW
2.8.4M文件的规则54 V jY<\WqbS
2.8.5全局变量与局部变量54 Oi6Eo~\f
2.8.6程序流控制55 9{$8\E9*nd
2.8.7程序设计举例58 Hg aZbb>'
2.8.8程序设计的基本原则60 /,LfA2^_j{
习题60 G yuV
%
参考文献62 P2t_T'R}
&>g~-s
第二部分 应用篇 &kiF/F 1
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 EavX8r
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 dHq#
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 bs
BZ E
3.1.2电矢量垂直入射面66 xG8`'SNY
3.1.3菲涅耳公式66 HS7_MGU
3.2光的干涉68 @0D![ oA
3.2.1波的叠加原理68 ` zY!`G
3.2.2光波的干涉71 [g`, AmR\!
3.2.3杨氏干涉实验71 %E a E,
3.2.4牛顿环74 d@ Q][7
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 S+iP^*L,c
3.3光的衍射79 <XvYa{t]{
3.3.1光的衍射现象79 ol<lCp
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 iE=P'"I
3.3.3光栅衍射83 3}j1RYtz
3.4光的偏振84 7
v~ ro
3.4.1光波的偏振态84 ^aHh{BQ%
3.4.2光波的偏振态的仿真85 QLn+R(r
3.5平行光束通过透镜聚焦87 VAs ( .y
3.5.1平凸透镜光线追迹87 L1{T
?aII
参考文献90 |(RZ/d<X\a
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ULIFSd Y
4.1信息光学函数91 r6 MB"4xd
4.1.1矩形函数91 D^|7#b,zcH
4.1.2阶跃函数93 9x[ U$B
4.1.3符号函数94 xDUaHE1co
4.1.4sinc函数94 1 }nm2h1 I
4.1.5高斯函数95 B4^`Sw
4.2傅里叶变换97 79wLT \ &
4.3卷积定理99 (A uPZ
4.4傅里叶透镜的仿真101 Z%e|*GS{
4.5计算全息103 l LMPw}r<
4.5.1全息透镜103 7*;^UqGjz
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 x6%#ws vS
参考文献107 ??(Kwtx{
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 n,sY \=vB
5.1图像及数字图像简介108 > H~6NBd5D
5.1.1索引图像108 >XnO&hW
5.1.2RGB图像109 ul=7> ";=|
5.1.3二值图像109 -dG,*0 >
5.1.4灰度图像109 3~<}bee5|q
5.2数字图像的读取、显示及输出110 "xn|zB
5.2.1图像的读取110 y l/a:Q
5.2.2图像的显示110 "{ FoA3g|
5.2.3图像的输出112 PQ3h\CL1n
5.2.4添加颜色条112 4.'JLArw
5.3图像类型的转化113 |Euus5[
5.3.1dither函数113 n_9x "m$
5.3.2gray2ind函数114 r.<JDdj
5.3.3im2bw函数115 *KJ7nRKx(w
5.3.4rgb2gray函数116 <xqba4O
5.3.5rgb2ind函数116 5(#-)rlGj
5.4图像的代数操作117 VaJfD1zd1
5.4.1图像的相加117 uy9 !qk
5.4.2图像的相减119 t!t=|JNf{
5.4.3图像的相乘121 ,E9d\+j
5.4.4图像的相除121 8&."uEOOU
5.5图像的对比度增强123 2yxi= XWZ
5.5.1线性变换123 !DcX8~~@
5.5.2非线性变换123 ^mf jn-=3
5.6图像的锐化124 3\+N` !
5.6.1边界提取和锐化124 H TR1)b
5.6.2锐化滤波器125 7=3O^=Q ^Q
5.7图像的边缘检测127 .Q[yD<)Ubs
5.7.1边缘检测算子127 nh0&'hA
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 "-0;#&!
5.8基于灰度的图像分割131 { i;6vRr
5.9图像的膨胀与腐蚀134 * <q4S(l
5.9.1膨胀和腐蚀134 J3IRP/*z
5.9.2结构元素134 L;yEz[#xaT
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 Xm@aYNV
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 t 7^D-l
参考文献136 w+=Q6]FxJ
$
S~%Ks C
第三部分 实例篇 _Wma\(3$
第6章课程设计综合实例139 9I kUZW
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Nv3tt
6.1.1设计目的139 ? d5h9}B
6.1.2设计任务及具体要求139 hVf^
6.1.3基本原理概述139 >qpqQ;
bm
6.1.4设计方案及验证140 s0lYj@E'
参考文献148 |_nC6 ;
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 wv^b _DR
6.2.1设计目的148 @|=UrKA N
6.2.2设计任务及要求148 ?0z)E PQ|
6.2.3设计原理概述149 (Fqa][0
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 G#lg|# -#
参考文献154 I.a0[E/,
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 oyW00] ka
6.3.1设计目的154 2fbU-9Rfn
6.3.2设计任务及要求155 >[Rz
<yv
6.3.3设计原理概述155 >BJ}U_ck
6.3.4MATLAB仿真实现155 F []& 1
参考文献160 ! TDD^
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 "K
?#,_
6.4.1设计目的161 0x71%=4H^x
6.4.2设计任务及要求161 ev"M;"y
6.4.3设计原理概述161 blp=Hk
6.4.4设计实现163 J7n5Ps\M
参考文献169 Pi){ h~ B>
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 -|[~sj-p
6.5.1设计目的169 ETm] o
6.5.2设计任务及要求169 5~[N/Gl
6.5.3设计原理概述169 ~S;! T
6.5.4设计实现171 $T/#1w P
参考文献178 f~*K {7
6.6基于MATLAB的相关识别178 HamEIL-l.
6.6.1设计目的178 )E~ _rDTl
6.6.2设计任务及要求178 >h%\HMKk
6.6.3设计原理概述178 .[,6JU%
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 @'gl~J7
参考文献183 +c r
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 p%8 v`
6.7.1设计目的183 !qaDn.9
6.7.2设计任务及要求183 _.=`>%,
6.7.3设计原理概述183 b^Z$hnh]S
6.7.4设计实现185 ph#efY`a:
参考文献187 cAibB&`~
6.8基于MATLAB的激光束合成187 lM+ xU;
6.8.1设计目的187 PY -+ Bf
6.8.2设计任务及要求188 gQR1$n0
6.8.3设计原理概述188 +f|6AeE
6.8.4设计实现188 MHl^/e@
参考文献193 5m`[MBt2g
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 T<M?Pl ED
6.9.1设计目的194 1 7i$8
6.9.2设计任务及要求194 a[ i>;0
6.9.3设计原理概述194 SUc6/'Rdr
6.9.4设计实现197 P}l#VJWp
参考文献200 fkG## !
6.10基于MATLAB的人脸识别200 HL8(lPgS
6.10.1设计目的200 J | q^+K
6.10.2设计任务及具体要求201 C #$6O8O
6.10.3基本原理概述201 / n8 psj
6.10.4设计方案及验证201 [ze/@29
6.10.5结论208 <tW:LU(!
参考文献208
