《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。 25nt14Y 0u
《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。 Ga-k
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。 IXMop7~
u<7/0;D#+
第一部分 语言篇 \%JgH=@
:=
第1章MATLAB语言概述3 =V, mtT
1.1MATLAB简介3 EnKR%Ctw
1.1.1MATLAB的发展历程3 iW]j9} t
1.1.2MATLAB的主要特点3 }W C[$Y_@
1.2MATLAB的系统组成4 } >pknc?
1.2.1MATLAB开发环境4 '%s.^k n
1.2.2MATLAB数学函数库5 sQ UM~HD\a
1.2.3MATLAB语言5 4x=v ?g&
1.2.4MATLAB图形处理系统5 $-OA'QwB]
1.2.5MATLAB程序接口5 ~WeM TXF>y
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 Z,
zWuE3
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 :[p}
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 .LPV #&
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 q TRsZz@
1.4.1菜单和工具栏9 ! _] Y~[
1.4.2命令行窗口10 mDA:nx%5<
1.4.3工作区11 n$MO4s8)
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 @ wGPqg
1.5.1帮助窗口11 ?h ZAxR\
1.5.2帮助命令12 4M=]wR;
1.5.3演示系统（Demos）13 Avge eJi
1.5.4帮助系统导航浏览器13 )!th 7sH
1.5.5远程帮助系统14 |{z:IQLv
1.6MATLAB的基本操作命令14 p,EQ#Ik
1.6.1通用命令和编辑键14 "(3[+W{|
1.6.2文件管理15 gDQ^)1k
1.7MATLAB使用初步16 B?eCe}*f;B
习题16 j2t7'bO_
第2章MATLAB的基本语法17 JK7G/]j+Ez
2.1数据类型17 9@SC}AF.
2.1.1数值类型17 DzAg"6=CS
2.1.2字符串17 5N#aXG^9
2.1.3逻辑类型19 6+:iy'-
2.1.4元胞数组20 a(m2n.0'>
2.1.5构架数组21 b <tNk]7
2.1.6函数句柄（function）21 n2"a{Ofhlf
2.2变量22 NJ%P/\ C
2.2.1变量命名的规则22 KaLzg5is
2.2.2变量的赋值22 HDz5& 7* .
2.2.3MATLAB变量的显示23 {X! r8i
2.2.4MATLAB变量的存取24 S pIv#?
2.3数组及向量运算24 |QF7
uV
2.3.1数组和向量的创建24 J@/kIrx
2.3.2数组的寻址27 Eh)fnqs_d}
2.3.3数组的运算27 SJlr53
2.3.4向量运算29 i7CX65&b
2.4矩阵及其运算30 0G(/Wb"/
2.4.1矩阵的创建30 PF0_8,@U
2.4.2矩阵的运算31 [CTnXb
2.4.3矩阵的常用函数运算33 eFB5=)ld
2.5多项式及其运算34 :;v~%e{k
2.5.1多项式的构造34 ^7`BP%6
2.5.2多项式的运算34 6lZ3tdyNo
2.5.3多项式拟合36 3xy<tqfr
2.6符号运算37 WSP I|#Xr%
2.6.1基本符号对象37 3 #n_?-
2.6.2符号表达式38 ]]HNd7Vh
2.6.3符号表达式的运算38 Ex.yU{|c
2.6.4常用的符号运算39 =?5]()'*n
2.7MATLAB绘图40 nd`1m[7MNu
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 4XL^D~V
2.7.2二维绘图41 p
. %]Q*8
2.7.3图形修饰43 3RUy, s
2.7.4三维绘图46 $o!zUH~'v
2.7.5特殊图形48 p0]= QH
2.7.6四维图形50 2/U.| *mH
2.8MATLAB程序设计51 NYhB'C2
2.8.1M文件编辑器51 2zX]\s?3
2.8.2命令文件53 zWnX*2>b
2.8.3函数文件53 M.JA.I@X C
2.8.4M文件的规则54 +l42Awl> K
2.8.5全局变量与局部变量54 PgAf\.48a
2.8.6程序流控制55 E[OJ+ ;c
2.8.7程序设计举例58 uIY#e<)}G
2.8.8程序设计的基本原则60 y1z4ik)Sd@
习题60 U%- A?5
参考文献62 "mo?*
a$Sk
D=TvYe
第二部分 应用篇 2bz2KB5>
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 V ( }:=eK
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 PhLn8jNti
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 &*o=I|pQ
3.1.2电矢量垂直入射面66 y4yhF8E>;U
3.1.3菲涅耳公式66 )',R[|<
3.2光的干涉68 _9ao?:
3.2.1波的叠加原理68 z>xmRs
3.2.2光波的干涉71 pR<`H'
3.2.3杨氏干涉实验71 rV.}PtcFY
3.2.4牛顿环74 .C%<P"=J4h
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 aNsBcov3O
3.3光的衍射79 n>z9K')
3.3.1光的衍射现象79
oue C
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 bt SRtf
3.3.3光栅衍射83 'I|v[G$l
3.4光的偏振84 _ r#Z}HK
3.4.1光波的偏振态84 .Cv6kgB@c
3.4.2光波的偏振态的仿真85 _=>He=v/
3.5平行光束通过透镜聚焦87 `K"L / I9
3.5.1平凸透镜光线追迹87 _IMW {
参考文献90 ; T\%|O=Ke
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 PJ')R:e,
4.1信息光学函数91 kb%;= t2
4.1.1矩形函数91 BX/8O<s0
4.1.2阶跃函数93 +:2klJ
4.1.3符号函数94 4X/-4'
4.1.4sinc函数94 W<{h, j 8
4.1.5高斯函数95 ]Ee?6]bN
4.2傅里叶变换97 xa'*P=<)C'
4.3卷积定理99 JBj] najN
4.4傅里叶透镜的仿真101 _{ue8kGt
4.5计算全息103 %X]jaX 7
4.5.1全息透镜103 ;7*[Bcj.
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 c?Y*Y
参考文献107 ,i NXK
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 U)TUOwF
5.1图像及数字图像简介108 E, Z$pKL?
5.1.1索引图像108 1NFsb-<u
5.1.2RGB图像109 j8i[ONq^
5.1.3二值图像109 t|?ez4/{z
5.1.4灰度图像109 *][`@@->
5.2数字图像的读取、显示及输出110 s FKX-S~:
5.2.1图像的读取110 1 d Y}\Sp
5.2.2图像的显示110 Ep_HcX`
5.2.3图像的输出112 Z{.8^u1I
5.2.4添加颜色条112 UBKu /@[f@
5.3图像类型的转化113 @)+AaC#-
5.3.1dither函数113 &<g|gsG`
5.3.2gray2ind函数114 .Z`R^2MU
5.3.3im2bw函数115 &, vcJ{.
5.3.4rgb2gray函数116 `cn#B
BV
5.3.5rgb2ind函数116
x^qVw5{n
5.4图像的代数操作117 nUr5Qn?
5.4.1图像的相加117 &3>)q ul
5.4.2图像的相减119 hF?1y `20
5.4.3图像的相乘121 w_c"@CjkE
5.4.4图像的相除121 ;LfXi 8)
5.5图像的对比度增强123 lgAoJ[
5.5.1线性变换123 '6`3(TK.a
5.5.2非线性变换123 RU{twL.B
5.6图像的锐化124 $p8xEcQdU#
5.6.1边界提取和锐化124 ;a!S!% .h
5.6.2锐化滤波器125 udH7}K v
5.7图像的边缘检测127 v~+(GqR=+
5.7.1边缘检测算子127 A|[?#S((]
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 1nM
#kJ"
5.8基于灰度的图像分割131 R- wp9 ^
5.9图像的膨胀与腐蚀134 iU918!!N
5.9.1膨胀和腐蚀134 ]EbM9Fo-U
5.9.2结构元素134 M t|zyXyzX
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 YMyfL8b O
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ;O5zUl-`
参考文献136 }Bh8=F3O
Q
n8 0?N}
第三部分 实例篇 m@j?za 9s
第6章课程设计综合实例139 " ^[ 'y7i
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 P:S .~Jq
6.1.1设计目的139 6-
YU[HF
6.1.2设计任务及具体要求139 t T8%yG}
6.1.3基本原理概述139 2W(s(-hD
6.1.4设计方案及验证140 _ye |Y
参考文献148 /62!cp/F/D
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 w "F
9 l
6.2.1设计目的148 =?* !"&h
6.2.2设计任务及要求148 s[*rzoA
6.2.3设计原理概述149 0o4XUW
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 !,uE]gwL w
参考文献154 2qNt,;DQ
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 *R,5h2;
6.3.1设计目的154 +E+p"7
6.3.2设计任务及要求155 C& f=
ywi0
6.3.3设计原理概述155 qwcD`HV,
6.3.4MATLAB仿真实现155 ]cvwIc ">
参考文献160 ]q[D >6_
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 GA )`-*.R
6.4.1设计目的161 uZYF(Yu
6.4.2设计任务及要求161 2;b\9R^>A
6.4.3设计原理概述161 xa*hi87L*
6.4.4设计实现163 gg/-k;@ Rf
参考文献169 jd"@t*ZV
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 J{<X 7uB
6.5.1设计目的169 Vt~{Gu-Y
6.5.2设计任务及要求169 .43' HV
6.5.3设计原理概述169 *a^(vo
6.5.4设计实现171 #z%fx
参考文献178 fb vL7*
(
6.6基于MATLAB的相关识别178 D) P ._?
6.6.1设计目的178 # w4-aJ
6.6.2设计任务及要求178 ^
+\d z
6.6.3设计原理概述178 hfB%`x#akQ
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ty!`T+ 3
参考文献183 I@N8g n
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 S13nL^ =i
6.7.1设计目的183 a-tm q]]E
6.7.2设计任务及要求183 V Q@
6.7.3设计原理概述183 pl lGB6 X
6.7.4设计实现185 Y h7t"=o
参考文献187 ?j.,Nw4FC
6.8基于MATLAB的激光束合成187 9=tIz
6.8.1设计目的187 ~8+ Zs
6.8.2设计任务及要求188 e `s
~.ZF
6.8.3设计原理概述188 **C R}
yV
6.8.4设计实现188 1&O W4_
参考文献193 TX/Xt7#R:
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 >:!5*E5?
6.9.1设计目的194 w2c?.x
6.9.2设计任务及要求194 %;' s4ly
6.9.3设计原理概述194 T>Z<]s
6.9.4设计实现197 re <{
>
参考文献200 2,F .$X
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ?^{Ah}x
6.10.1设计目的200 P+sW[:
6.10.2设计任务及具体要求201 kTB 0b*V
6.10.3基本原理概述201 'LC1(V!_j
6.10.4设计方案及验证201 WwFm*4{[o
6.10.5结论208 dT8S~-d%
参考文献208
