《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。 `@u+u0
《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。 ,wry u|7"$
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。 9,iq"dQ
w*&n(zJF>
第一部分 语言篇 s8f3i\1
第1章MATLAB语言概述3 &J5-'{U|0
1.1MATLAB简介3 gTmUK{y'
1.1.1MATLAB的发展历程3 +(QMy&DtS
1.1.2MATLAB的主要特点3 o +if %3
1.2MATLAB的系统组成4 "6I-]:K-
1.2.1MATLAB开发环境4 5CH-:|(;=
1.2.2MATLAB数学函数库5 +(I`@5
1.2.3MATLAB语言5 .236d^l
1.2.4MATLAB图形处理系统5 )|{1&F1
1.2.5MATLAB程序接口5 < tu[ cA>
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ]AFM Y<mB
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 p5twL
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ;EE&~&*w
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 O5G<O(,\
1.4.1菜单和工具栏9 K-"HcHuF
1.4.2命令行窗口10 ^ RcIE (
1.4.3工作区11 ])$. "g
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 `aO@ N(
1.5.1帮助窗口11 UgnsV*e &
1.5.2帮助命令12 =E"kv!e
1.5.3演示系统（Demos）13 T;4gcJPn"M
1.5.4帮助系统导航浏览器13 8Y{}p[UFT
1.5.5远程帮助系统14 .^)C:XiW
1.6MATLAB的基本操作命令14 3G%XG{dg
1.6.1通用命令和编辑键14 V ~]'+A
q>
1.6.2文件管理15 ) L(d$N=Bd
1.7MATLAB使用初步16 }(g+: ]p-
习题16 9GtVI^]
第2章MATLAB的基本语法17 (8@h F#N1
2.1数据类型17 {g!exbVf
2.1.1数值类型17 }]39
iK`w
2.1.2字符串17 Vlp* '2VO
2.1.3逻辑类型19 R>e3@DQ~
2.1.4元胞数组20 02J6Pn3
2.1.5构架数组21 `%mBu`A
2.1.6函数句柄（function）21 ) v[Knp'
2.2变量22 >jrz;r
2.2.1变量命名的规则22 -u3SsU)_%N
2.2.2变量的赋值22 ~*cY& 9
2.2.3MATLAB变量的显示23 yqVaA 'w5
2.2.4MATLAB变量的存取24 Gm mT'3Q
2.3数组及向量运算24 P/gb+V=g!
2.3.1数组和向量的创建24 @]ptY*
2.3.2数组的寻址27 d4 /`:?w
2.3.3数组的运算27 gGiV1jN _
2.3.4向量运算29 v_@#hf3
2.4矩阵及其运算30 YP\4XI
2.4.1矩阵的创建30 z)<pqN
2.4.2矩阵的运算31 Q,,fDBN
2.4.3矩阵的常用函数运算33 RZ/+ K=
2.5多项式及其运算34 wsb=[$C
2.5.1多项式的构造34 X_t W#`
2.5.2多项式的运算34 >;' 1k'
2.5.3多项式拟合36 ,QHx*~9
2.6符号运算37 QkCoW[sn
2.6.1基本符号对象37 (g )lv)4P
2.6.2符号表达式38 & h4Z|h[01
2.6.3符号表达式的运算38 )ejXeg
2.6.4常用的符号运算39 /4-eoTxy
2.7MATLAB绘图40 Vg [ 5bJ5
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 LnRi+n[@7
2.7.2二维绘图41 W-]yKSob
2.7.3图形修饰43 H'= i
2.7.4三维绘图46 .J6 j"
2.7.5特殊图形48 48&KdbGX
2.7.6四维图形50 p3A-WK|NX
2.8MATLAB程序设计51 YI),q.3X~
2.8.1M文件编辑器51 1: {O RX[;
2.8.2命令文件53 / =U v
2.8.3函数文件53 sm&rR=b
2.8.4M文件的规则54 C O%O<_C
2.8.5全局变量与局部变量54 )r|zi
Z {F
2.8.6程序流控制55 $hE'b9qx
2.8.7程序设计举例58 F O'.
a
2.8.8程序设计的基本原则60 'xrbg]b%
习题60 GLKN<2|2@y
参考文献62 (27F
aXK% m
第二部分 应用篇 ,tR'0 &=
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 O*n%2Ma m
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Y`O}]*{>8R
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 A_q3p\b
3.1.2电矢量垂直入射面66 %k;FxUK i
3.1.3菲涅耳公式66 M"$RtS|h
3.2光的干涉68 "RJk7]p`*
3.2.1波的叠加原理68 4#7@KhK}
3.2.2光波的干涉71 'm!1 1Phe
3.2.3杨氏干涉实验71 wPO@f~[Ji
3.2.4牛顿环74 e/ % ;
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 3 6Z`.E>~L
3.3光的衍射79 VX>t!JP p
3.3.1光的衍射现象79 % /4_|@<'
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 +q=jB-eIx
3.3.3光栅衍射83 $XU$?_O
3.4光的偏振84 u/:Sf*;?
3.4.1光波的偏振态84 &$z1Hz +l
3.4.2光波的偏振态的仿真85 (uK), *6B
3.5平行光束通过透镜聚焦87 a5~C:EU0
3.5.1平凸透镜光线追迹87 { e
参考文献90 !/(}meZj
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 2Ku#j
('
4.1信息光学函数91 |b;M 5w?
4.1.1矩形函数91 ieF 0<'iF
4.1.2阶跃函数93 Rw=E_q{
4.1.3符号函数94 =$ zr
t
4.1.4sinc函数94 .6/p4OR|
4.1.5高斯函数95 +#db_ k
4.2傅里叶变换97 8}0y)aJ
4.3卷积定理99 >]|^ Ux,WZ
4.4傅里叶透镜的仿真101 7<Js' \Z
4.5计算全息103 Mc3h
R0
4.5.1全息透镜103 Jsnmn$C
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 EkAqFcKLq
参考文献107 Z6AU%3]
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 :3*oAh 8|
5.1图像及数字图像简介108 n2hsG.4
5.1.1索引图像108 ^ t % M
5.1.2RGB图像109 i R5soIR
5.1.3二值图像109 ^yZSCrPGI
5.1.4灰度图像109 ^Jpd9KK
5.2数字图像的读取、显示及输出110 .MPOUo/e
5.2.1图像的读取110 G}xBYc0b
5.2.2图像的显示110 Cv7RCjMw
5.2.3图像的输出112 %|* y/ m
5.2.4添加颜色条112 XBt0Ez
5.3图像类型的转化113 h?tV>x/Fu
5.3.1dither函数113 0H]9 $D
5.3.2gray2ind函数114 00wH#_fm
5.3.3im2bw函数115 E
:g ArQ
5.3.4rgb2gray函数116 ( qONeLf%
5.3.5rgb2ind函数116 n ?fC_dy
5.4图像的代数操作117 .7Bav5 ;
5.4.1图像的相加117 Sh6 NgO
5.4.2图像的相减119 5P2FNUKL
5.4.3图像的相乘121 ]
r+I D
5.4.4图像的相除121 K{h]./%
5.5图像的对比度增强123 = |zLr"
5.5.1线性变换123 .@Sh,^ v
5.5.2非线性变换123 /38Pp%
5.6图像的锐化124 #{`NJ2DU]
5.6.1边界提取和锐化124 u}0t`w:
5.6.2锐化滤波器125 a #**96Av
5.7图像的边缘检测127 -;.fU44O[#
5.7.1边缘检测算子127 0vNM#@
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 t$D[, $G9
5.8基于灰度的图像分割131 @].aFhH`)
5.9图像的膨胀与腐蚀134 o |.me G
5.9.1膨胀和腐蚀134 jo:p*Q "F
5.9.2结构元素134 w8Vzx 8
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 S%|'
/cFo
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 N Pq2C8:
参考文献136 uV\#J{'*
2uB26SEIl
第三部分 实例篇 -/*{^[
第6章课程设计综合实例139 < "9Z7"
>
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 dQ o$^?
6.1.1设计目的139 ECfY~qK
6.1.2设计任务及具体要求139 @WUCv7U
6.1.3基本原理概述139 R
dzIb-
6.1.4设计方案及验证140 ]qQB+]WN
参考文献148 #f@53Pxb
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 9{&x-ugM
6.2.1设计目的148 cv& hT.1
6.2.2设计任务及要求148 xBd% e-r
6.2.3设计原理概述149 )2\a5iH
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 +o5rR|)M+
参考文献154 I*t}gvUt9
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 artS*fv3r
6.3.1设计目的154 UcIR0BYa
6.3.2设计任务及要求155 v0p EN\
6.3.3设计原理概述155 E$baQU hKS
6.3.4MATLAB仿真实现155 U_04QwhK7
参考文献160 ON^u|*kO
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 7]
H4E.(l
6.4.1设计目的161 RAa1KOxZX
6.4.2设计任务及要求161 3*L,48wX
6.4.3设计原理概述161 lTNkm Q
6.4.4设计实现163 Cr"hu;
参考文献169
#wcoLCjs)
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 z(` k WF1<
6.5.1设计目的169 ?/ g(Y
6.5.2设计任务及要求169 B! lw>rUMQ
6.5.3设计原理概述169 6Vo}Uaq4
6.5.4设计实现171 zj}efv< e
参考文献178 GR9F^Y) K{
6.6基于MATLAB的相关识别178 ' 1IH^<b
6.6.1设计目的178 ^^mi@&ApLD
6.6.2设计任务及要求178 3x$ #L!VuU
6.6.3设计原理概述178 L.(k8eX
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 qyC"}y-
参考文献183 hy rJu{p
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 =^{+h>#s@
6.7.1设计目的183 *0tNun 5=3
6.7.2设计任务及要求183 ^8*.r+7p
6.7.3设计原理概述183 P^r8JhDJ
6.7.4设计实现185 36z{TWF
参考文献187 ""=V t]
6.8基于MATLAB的激光束合成187 q9 >w3
<
6.8.1设计目的187 \wP$"Z}j
6.8.2设计任务及要求188 -8: @xG2
6.8.3设计原理概述188 w\a#Bfcv
6.8.4设计实现188 0Oq1ay^
参考文献193 xC]/i(+bA
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 auU{I y
6.9.1设计目的194 nfEk ,(:
6.9.2设计任务及要求194 s4\2lBU?
6.9.3设计原理概述194 bL<cg tz7)
6.9.4设计实现197 W\.(~-(So
参考文献200 /6fs h7 \
6.10基于MATLAB的人脸识别200 USY^
[@o[f
6.10.1设计目的200 <U";V)
6.10.2设计任务及具体要求201 z%z$'m
6.10.3基本原理概述201 ? M);wBe(
6.10.4设计方案及验证201 ?uLqB@!2
6.10.5结论208 ]H*=Z:riu
参考文献208
