《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。 i<tJG{A=
《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。 [Ne'2z
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。 8s[1-l
[[N${ C
第一部分 语言篇 1Q9Hs(s
第1章MATLAB语言概述3 +NvpYz
1.1MATLAB简介3 2_M+o]Z^
1.1.1MATLAB的发展历程3 k w
1.1.2MATLAB的主要特点3 Y2dml!QM
1.2MATLAB的系统组成4 v Lq%k+D#
1.2.1MATLAB开发环境4 *|C vK&7
1.2.2MATLAB数学函数库5 @8A[HP
1.2.3MATLAB语言5 C#)T$wl[E
1.2.4MATLAB图形处理系统5 N@!PhP
1.2.5MATLAB程序接口5 uKD
}5M?{
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 Ux= B*m1@{
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 oaI Lh
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 q.@% H}
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 _X=6M
gU
1.4.1菜单和工具栏9 `/!FZh<
1.4.2命令行窗口10 C"s-ttP
1.4.3工作区11 Lg#(?tMp,'
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 E:A!tu $B
1.5.1帮助窗口11 vW? /:
1.5.2帮助命令12 R1% J6w Zq
1.5.3演示系统（Demos）13 7(^F@, ,@
1.5.4帮助系统导航浏览器13 :!?Fq/!
1.5.5远程帮助系统14 GY0OVAW6'c
1.6MATLAB的基本操作命令14 V+l7 W
1.6.1通用命令和编辑键14 OTJMS_IT
1.6.2文件管理15 !)W#|sys&
1.7MATLAB使用初步16 Q0x?OL] A
习题16 UVgSO|Tg
第2章MATLAB的基本语法17 -O-?hsV)y
2.1数据类型17 &_hEM~{
2.1.1数值类型17 E_Y!in
70
2.1.2字符串17 ZB/1I;l`c
2.1.3逻辑类型19 IX<9_q
2.1.4元胞数组20 D vOvtd
2.1.5构架数组21 =9 ^} >u
2.1.6函数句柄（function）21 V*Xr}FE
2.2变量22 Ss\?SEq
2.2.1变量命名的规则22 h5-yhG
2.2.2变量的赋值22 h9iQn<lp4.
2.2.3MATLAB变量的显示23 F8Mf,jnPs
2.2.4MATLAB变量的存取24 RQ^
\| +_
2.3数组及向量运算24 U^U
hZ!
2.3.1数组和向量的创建24 8.I3%u
2.3.2数组的寻址27 ?<8c
2.3.3数组的运算27 T,vh=UF%]
2.3.4向量运算29 |R!ozlL{}
2.4矩阵及其运算30 KHJ wC v
2.4.1矩阵的创建30 [cl+AV "
2.4.2矩阵的运算31 , `EOJ"|
2.4.3矩阵的常用函数运算33 s| Q1;%T j
2.5多项式及其运算34 Sl<1Rme=w
2.5.1多项式的构造34 ib!TXWq
2.5.2多项式的运算34 _p'@.P
2.5.3多项式拟合36 +o" CMI
2.6符号运算37 ,\a L v
2.6.1基本符号对象37 +*Uv+oC|
2.6.2符号表达式38 unbIfl=
2.6.3符号表达式的运算38 Y"yrc0'&T
2.6.4常用的符号运算39 Ck" db30.
2.7MATLAB绘图40 D<<q 5g G
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 ^=1u2YdVw
2.7.2二维绘图41 -!li,&,A1
2.7.3图形修饰43 IXR'JZ?fH
2.7.4三维绘图46 Em5,Zr_
2.7.5特殊图形48 cx &\oP
2.7.6四维图形50 E'( nJ
2.8MATLAB程序设计51 k hD)x0'b
2.8.1M文件编辑器51 t+] 1D@h v
2.8.2命令文件53 #:/27
2.8.3函数文件53 8c_X`0jy
2.8.4M文件的规则54 ,tg(aL
2.8.5全局变量与局部变量54 RO%M9LISI
2.8.6程序流控制55 i1m>|[@k
2.8.7程序设计举例58 *vEj\
2.8.8程序设计的基本原则60 9PV+Kr!c5I
习题60 EBz4k)@ m
参考文献62 iXL^[/}&?M
:M f8q!Q'
第二部分 应用篇 cs9h\]ZA
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65
kN8B,
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 1 ,Mm+_)B
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 $8AW
3.1.2电矢量垂直入射面66 )|k#cT{=M
3.1.3菲涅耳公式66 ~w|h;*Bj
3.2光的干涉68 -"i $^Q`
3.2.1波的叠加原理68 DG0I- "s
3.2.2光波的干涉71 3/y t
3.2.3杨氏干涉实验71 b0 9xf"D
3.2.4牛顿环74 lz36;Fp
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ZZTf/s*
3.3光的衍射79 2/uZ2N |S
3.3.1光的衍射现象79 %iEdU V\$
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ]j6K3
3.3.3光栅衍射83 Tcc83_Iq
3.4光的偏振84 k`|E&+og
3.4.1光波的偏振态84 x a< KF
3.4.2光波的偏振态的仿真85 1TR+p? "
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Hs:zfvD
3.5.1平凸透镜光线追迹87 d
ePk}Sn
参考文献90 w\eC{,00:
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 oSkQ/5hg.
4.1信息光学函数91 bM:4i1Z
4.1.1矩形函数91 V+@ }dJS
4.1.2阶跃函数93 u~ Po5W/i
4.1.3符号函数94 S<cz2FlV
4.1.4sinc函数94 [)GR P
4.1.5高斯函数95 Jvsy
6R
4.2傅里叶变换97 1r} i[5
4.3卷积定理99 e!gNd>b {
4.4傅里叶透镜的仿真101 r^<,f[yH
4.5计算全息103 ~_ZK93o(
4.5.1全息透镜103 ecoI-@CAI
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 bn8maYUZ
参考文献107 /#(IV_Eol
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 / Wjc\n$'
5.1图像及数字图像简介108 {k-_+#W"
5.1.1索引图像108 ]Sa#g&}T>
5.1.2RGB图像109 }zs Ip,
5.1.3二值图像109 fKq r$59>
5.1.4灰度图像109 YI"!&a'y j
5.2数字图像的读取、显示及输出110 0Ui_Trlc
5.2.1图像的读取110 ex1!7A!}g
5.2.2图像的显示110 "5
~ {
5.2.3图像的输出112 ]BbV\#
5.2.4添加颜色条112 26nwUNak
5.3图像类型的转化113 Y9<[n)>+
5.3.1dither函数113 &dmIv[LU
5.3.2gray2ind函数114 8~R.iqLoX
5.3.3im2bw函数115 f:&JKB)N
5.3.4rgb2gray函数116 r"h09suZBW
5.3.5rgb2ind函数116 oST)E5X;7
5.4图像的代数操作117 )V[j~uOU)]
5.4.1图像的相加117 RMT9tXe*5
5.4.2图像的相减119 <Z 3C&BM
5.4.3图像的相乘121 1t &_]q_
5.4.4图像的相除121 [7gz?9VyLF
5.5图像的对比度增强123 2)|=+DN;
5.5.1线性变换123 eZ ]r"_?
5.5.2非线性变换123
~,&8)1
5.6图像的锐化124 uj.$GAtO)
5.6.1边界提取和锐化124 y'odn ;
5.6.2锐化滤波器125 tugIOA
5.7图像的边缘检测127 { >[ ]iX
5.7.1边缘检测算子127 )^s> 2 1
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 mH ju$d
5.8基于灰度的图像分割131 %#v$ d
5.9图像的膨胀与腐蚀134 &ZC{ _t
5.9.1膨胀和腐蚀134 #TR!x,Hc
5.9.2结构元素134 B F gxa#De
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 U!o
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 $poIWJM c
参考文献136 ciml:"nQ
R$
+RTG:E
第三部分 实例篇 !]g[u3O
第6章课程设计综合实例139 l:e C+[_;>
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 *v K~t|z
6.1.1设计目的139 lV^:2I/
6.1.2设计任务及具体要求139 8\' tfHL
6.1.3基本原理概述139 =UK:83R(
6.1.4设计方案及验证140 *kK +Nvt8s
参考文献148 /N*<Fq7w~
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 L3wj vq^
6.2.1设计目的148 ';Nc ;9
6.2.2设计任务及要求148 HP[B%
6.2.3设计原理概述149 wk8fa
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 gsM$VaF(
参考文献154 VpHwc!APq
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 b' M"To@
6.3.1设计目的154 Wc+(xk
6.3.2设计任务及要求155 YQ?hAA J
6.3.3设计原理概述155 Ji!i}UjD7!
6.3.4MATLAB仿真实现155 qtZzJ>Y
参考文献160 Khi6z& B
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 v+Y^mV`|
6.4.1设计目的161 `^8mGR>OpI
6.4.2设计任务及要求161 w2'z~\dG8
6.4.3设计原理概述161 z5iCQ4C<
6.4.4设计实现163 !BkE-9v?w
参考文献169 vW*Mf}=
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 R-Lpgi<a"
6.5.1设计目的169
=
E_i
6.5.2设计任务及要求169 t6KKfb
6.5.3设计原理概述169 a-,*iK{_u
6.5.4设计实现171 3Q62H+MC
参考文献178 H9TeMY
6.6基于MATLAB的相关识别178 !] uB4
6.6.1设计目的178 [Ca''JqrA
6.6.2设计任务及要求178 v mk iw1
6.6.3设计原理概述178 "OI $PLK
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 k&t.(r\
参考文献183 2oahQ:
}B
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ZR3,dW6S
6.7.1设计目的183 a9NuYYr,h
6.7.2设计任务及要求183 Z |a*"@5_
6.7.3设计原理概述183 [&&#~gz
6.7.4设计实现185 Pz2Q]}(w
参考文献187 |/l ] ]+
6.8基于MATLAB的激光束合成187 UIf#Gy|l
6.8.1设计目的187 W QVU 82b*
6.8.2设计任务及要求188 ojBdUG\
6.8.3设计原理概述188 B:v_5e\f@
6.8.4设计实现188 b&h'>(
参考文献193 @]~.-(IMh
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 6%6d zZ
6.9.1设计目的194 ,R-k]^O
6.9.2设计任务及要求194 ZyNgG9JL]
6.9.3设计原理概述194 A ?V- Sz#
6.9.4设计实现197 F ^Jz
参考文献200 Q
Rr9|p{
6.10基于MATLAB的人脸识别200 S#p_Y^A
6.10.1设计目的200 @YaI5> ,/
6.10.2设计任务及具体要求201 0~ $9z+S
6.10.3基本原理概述201 [Nm?qY
6.10.4设计方案及验证201 t d\gk
6.10.5结论208 R{A$|Ipaq
参考文献208
