《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。 A[)od
《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。 3
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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。 =%P'?(o|
|`d,r.+P7
第一部分 语言篇 H EdOo~/~
第1章MATLAB语言概述3 E`s9SE
1.1MATLAB简介3 b Lag&c)
1.1.1MATLAB的发展历程3 v|uY\Z
1.1.2MATLAB的主要特点3 *qdf?' R
1.2MATLAB的系统组成4 AE0d0Y~9
1.2.1MATLAB开发环境4 <q|IP_
1.2.2MATLAB数学函数库5 7xz~%xC.
1.2.3MATLAB语言5 1&N|k;#QS
1.2.4MATLAB图形处理系统5 $Lg% CY
1.2.5MATLAB程序接口5 rw_T&>!
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 O0OBkIj
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 $Gt1T[:QUX
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 nn><
k"
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 cfI5KLG~#
1.4.1菜单和工具栏9 pgT XyAP{
1.4.2命令行窗口10 N' h j
1.4.3工作区11 )P4# P2
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 u=^0n2ez
1.5.1帮助窗口11 ;m6Mm`[i<
1.5.2帮助命令12 kB_u U !G
1.5.3演示系统（Demos）13 s!S,;H
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Ch-56
1.5.5远程帮助系统14 c*MS d
1.6MATLAB的基本操作命令14 *4}l V8
1.6.1通用命令和编辑键14 Yas! w'
1.6.2文件管理15 b(&~f@% |
1.7MATLAB使用初步16 _\yrR.HI a
习题16 bDd$79@m
第2章MATLAB的基本语法17 lsmzy _gV7
2.1数据类型17 hCRW0
I
2.1.1数值类型17 :()(P9?
2.1.2字符串17 T3
xr Ua&
2.1.3逻辑类型19 /E>z8 J$
2.1.4元胞数组20 )US|&>
o8
2.1.5构架数组21 u*_I7.}9
2.1.6函数句柄（function）21 48,Aq*JFw
2.2变量22 ~/?JRL=
2.2.1变量命名的规则22 H t ^MY
2.2.2变量的赋值22 B@!a@0,, _
2.2.3MATLAB变量的显示23 H -('!^
2.2.4MATLAB变量的存取24 3$f%{~3
2.3数组及向量运算24 .UNh\R?r
2.3.1数组和向量的创建24 ~N+lI\K
2.3.2数组的寻址27 EN@LB2
2.3.3数组的运算27 ^9T6Ix{=
2.3.4向量运算29 'Rk~bA X
2.4矩阵及其运算30 $$YL AgO4
2.4.1矩阵的创建30 %8i A0t+
2.4.2矩阵的运算31 -,j J{Y~
2.4.3矩阵的常用函数运算33 y@g{:/cmO
2.5多项式及其运算34 rXo2MX@u
2.5.1多项式的构造34 X 'N 4a
2.5.2多项式的运算34 !v\m%t|.
2.5.3多项式拟合36 wqo2iRql
2.6符号运算37 rC] jz$sle
2.6.1基本符号对象37 Cnf;5/
2.6.2符号表达式38 bu"Jb4_a>
2.6.3符号表达式的运算38 2 c fzLW(
2.6.4常用的符号运算39 }i_[wq{E&
2.7MATLAB绘图40 SxXh
N
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 ixN>KwH
2.7.2二维绘图41 Q6?+# }
2.7.3图形修饰43 Avw"[~Xd
2.7.4三维绘图46 u&l2s&i
2.7.5特殊图形48 b><jhbv
2.7.6四维图形50 /:dVW" A|
2.8MATLAB程序设计51 z.23i^Q
2.8.1M文件编辑器51 @%J?[PG
2.8.2命令文件53 9m 56oT'U{
2.8.3函数文件53 IBl}.o&]B#
2.8.4M文件的规则54 @Zd+ XWFw
2.8.5全局变量与局部变量54 [ANit0-~
2.8.6程序流控制55 Z91gAy^z<
2.8.7程序设计举例58 RLY Ae
2.8.8程序设计的基本原则60 wbI(o4rXE
习题60 Y%qhgzz?/
参考文献62 qcke8Q
<Xw 6m$fr:
第二部分 应用篇 *sf9(%j
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 lj %8(X u
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 R@>R@V>c
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 #Q 6wv/"Ub
3.1.2电矢量垂直入射面66 d%9I*Qo0,
3.1.3菲涅耳公式66 P&| =
3.2光的干涉68 G/(oQA
3.2.1波的叠加原理68 Ed #%F-1sX
3.2.2光波的干涉71 M 4M
4* o
3.2.3杨氏干涉实验71 IgEg
3.2.4牛顿环74 .^#{rk
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 aGp <%d
3.3光的衍射79 ?t)y/@eG
3.3.1光的衍射现象79 U._ U!U
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 &{&lC BN
3.3.3光栅衍射83 aVua n&]*=
3.4光的偏振84 ,Z_nV+l_
3.4.1光波的偏振态84 SiojOH
3.4.2光波的偏振态的仿真85 V]H<:U E
3.5平行光束通过透镜聚焦87 /(n)I
3.5.1平凸透镜光线追迹87 -j3 -H&
参考文献90 3~I<f ^K4
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 @babgP,
4.1信息光学函数91 ~'fa, XZ<
4.1.1矩形函数91 _1y|#o
4.1.2阶跃函数93 S,AZrgh,"X
4.1.3符号函数94 U '-MMwE]
4.1.4sinc函数94 e_]1e 7t
4.1.5高斯函数95 !dhZs?/UI
4.2傅里叶变换97 =i%2/kdi0b
4.3卷积定理99 Fh v)
4.4傅里叶透镜的仿真101 qCgP8U/jv
4.5计算全息103 MBcOIy[&A
4.5.1全息透镜103 g/z9bOgIX
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 1:YDN.*
参考文献107 U
YUIp e
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 Zpb 3>0<R
5.1图像及数字图像简介108 4)Pt]#Ti
5.1.1索引图像108 q(.%f3(
5.1.2RGB图像109 EUuMS Dp
5.1.3二值图像109 idO3/>R
[
5.1.4灰度图像109 08k1 w,6W
5.2数字图像的读取、显示及输出110 e7#=F6
5.2.1图像的读取110 m OmT]X
5.2.2图像的显示110 }r^MXv ~(
5.2.3图像的输出112 8" 8{Nf-"
5.2.4添加颜色条112 4Hzbb#
5.3图像类型的转化113 A9 l^S|r
5.3.1dither函数113 73}k[e 7e
5.3.2gray2ind函数114 @D"|Jq=6P
5.3.3im2bw函数115 [&3"kb
5.3.4rgb2gray函数116 w5|@vB/pj
5.3.5rgb2ind函数116 P Y z | d
5.4图像的代数操作117 njUM> E,'
5.4.1图像的相加117 ;k/ 0N~
5.4.2图像的相减119 Kyl(
5.4.3图像的相乘121 3;:xEPb._6
5.4.4图像的相除121 =:"@YD^a4
5.5图像的对比度增强123 KAsS= `
5.5.1线性变换123 r456M-~
5.5.2非线性变换123 Q ;k_q3
5.6图像的锐化124 82/iVm1
5.6.1边界提取和锐化124 |=%$7b\C
5.6.2锐化滤波器125 &OzJ^G\o
5.7图像的边缘检测127 ;'o> 6I7Ph
5.7.1边缘检测算子127 uDoSe ^0
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 H~V=TEj
5.8基于灰度的图像分割131 \17)=W
5.9图像的膨胀与腐蚀134 {Z?!*Ow
5.9.1膨胀和腐蚀134 #='#`5_5
5.9.2结构元素134 b/5~VY*T
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 UVI=&y]c,p
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Yhsb$wu
参考文献136 MPL2#YU/a
`HJw wKd
第三部分 实例篇 7L<oWAq
第6章课程设计综合实例139 EvECA,! i
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 =)I{KT:y
6.1.1设计目的139 R6:N`S]&d[
6.1.2设计任务及具体要求139 6|jE3rHw
6.1.3基本原理概述139 M]_vb,= 1
6.1.4设计方案及验证140 ]B7t9l
参考文献148 O-' T*M>
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 Ahwu'mgnC
6.2.1设计目的148 Hd2_Cg FB
6.2.2设计任务及要求148 XqwdJND
6.2.3设计原理概述149 r}5GJ|p0
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 e4`KnHsL
参考文献154 ix/uV)]k`
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 fsmH] ;"GD
6.3.1设计目的154 ?t%5 /
6.3.2设计任务及要求155 bFJn-g n
6.3.3设计原理概述155 ^a}{u$<
6.3.4MATLAB仿真实现155 ?<}qx`+%Q
参考文献160 qzmZ/ z96
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 #F6ak,9S4
6.4.1设计目的161 hs*:!&E
6.4.2设计任务及要求161 7SM/bJ-M#
6.4.3设计原理概述161 Fwqv 1+
6.4.4设计实现163 z"H% Y 8
参考文献169 k/mY. 2yPv
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 #]'V#[;~
6.5.1设计目的169 Pb` sn 5;
6.5.2设计任务及要求169 0y1t%C075
6.5.3设计原理概述169 50Jr(OeU<
6.5.4设计实现171 o . _^
参考文献178 D"WkD j"M
6.6基于MATLAB的相关识别178 Bl1I "B
6.6.1设计目的178 %B?5l^W@
6.6.2设计任务及要求178 qqAsh] Z
6.6.3设计原理概述178 J+4uUf/d!
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 lGz0K5P{
参考文献183 @Uu\x~3y
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 E:tUbWVp
6.7.1设计目的183 N1-LM9S
6.7.2设计任务及要求183 j)0R*_-B[
6.7.3设计原理概述183 ?t"PawBWE
6.7.4设计实现185 m6 gr!aT
参考文献187 M] {!Nx
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ;|%r!!#-t
6.8.1设计目的187 e8# 3Y +Tc
6.8.2设计任务及要求188 E}GSii%S
6.8.3设计原理概述188 \X`P
W
6.8.4设计实现188 6]3 ZUH;
参考文献193 yUG5'<lX
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 t5qAH++axN
6.9.1设计目的194 0T5>i 0/
6.9.2设计任务及要求194 ",+uvJT1O
6.9.3设计原理概述194 }:irjeI,
6.9.4设计实现197 .G]# _U
参考文献200 Y>%N uL|s
6.10基于MATLAB的人脸识别200 K|/a]I":
6.10.1设计目的200 Rb0{t[IU
6.10.2设计任务及具体要求201 -a[{cu{
6.10.3基本原理概述201 O
o:jP6 r
6.10.4设计方案及验证201 *l^'v9
6.10.5结论208 *LVM}| f
参考文献208
