《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。 aNuZ/9O
《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。 CpBQ>!CW
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。 DQL06`pX/
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)
第一部分 语言篇 '8]|E
第1章MATLAB语言概述3 i{ %z
1.1MATLAB简介3 XHwZ+=v
1.1.1MATLAB的发展历程3 ph}wnIW]
1.1.2MATLAB的主要特点3 03i?"M vNo
1.2MATLAB的系统组成4 c,b`N0dOKL
1.2.1MATLAB开发环境4 ==PQ-Ia
1.2.2MATLAB数学函数库5 6 qz!M
1.2.3MATLAB语言5 ?qq!%4mTB
1.2.4MATLAB图形处理系统5 jQH 5$
1.2.5MATLAB程序接口5 X_^_r{
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ?15POY ?Z
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 9RCB$Ka6X
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 o O{|C&A
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 R{2GQB
1.4.1菜单和工具栏9 1@1+4P0NF[
1.4.2命令行窗口10 Ba\wq:
1.4.3工作区11 9.MGH2^ L?
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ]$XBd{\D{
1.5.1帮助窗口11 B5?c'[V9
1.5.2帮助命令12 mcP{-oJ0W
1.5.3演示系统（Demos）13 ?,+C!R?
1.5.4帮助系统导航浏览器13 &VZmP5Gv
1.5.5远程帮助系统14 g 'd*TBnk
1.6MATLAB的基本操作命令14 :yFTaniJ'.
1.6.1通用命令和编辑键14 i uH8g
1.6.2文件管理15 ~L4*b *W
1.7MATLAB使用初步16 goBKr: &]w
习题16 Nd]%ati?
第2章MATLAB的基本语法17 3; -@<9
2.1数据类型17 qxecp2>U
2.1.1数值类型17 R~x;X3
2.1.2字符串17 D x >1y
2.1.3逻辑类型19 *x# &[>
2.1.4元胞数组20 ;/hH=IT
2.1.5构架数组21 z9); e8ck
2.1.6函数句柄（function）21 Y9I #Q
2.2变量22 Ztpm _P6
2.2.1变量命名的规则22 Xdp`Z' g
2.2.2变量的赋值22 qMW%$L\HA
2.2.3MATLAB变量的显示23 !X v2PdP
2.2.4MATLAB变量的存取24 `Q(]AG I2
2.3数组及向量运算24 U#~nN+SIt
2.3.1数组和向量的创建24 `|ck5DZT5L
2.3.2数组的寻址27 QB.*R? A
2.3.3数组的运算27 e{rHO,#A>
2.3.4向量运算29 cQ8$,fo
2.4矩阵及其运算30 C ^8)IN=$
2.4.1矩阵的创建30 4LKs'$:A=
2.4.2矩阵的运算31 F~d7;x =g
2.4.3矩阵的常用函数运算33 4
L~;>]7
2.5多项式及其运算34 rz%[o,s
2.5.1多项式的构造34 ,P; a/{U
2.5.2多项式的运算34 sgb+@&}9n
2.5.3多项式拟合36 P/1UCITq}
2.6符号运算37 y u K5 r
2.6.1基本符号对象37 c |;|%"Mk
2.6.2符号表达式38 \aJ-q?=
2.6.3符号表达式的运算38 -<}>YtB
Q
2.6.4常用的符号运算39 :.'T+LI
2.7MATLAB绘图40 G~iYF(:&
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 >I8hFtAM
2.7.2二维绘图41
`Hp.%G(
2.7.3图形修饰43 xjn8)C
2.7.4三维绘图46 f )s_e
2.7.5特殊图形48 ~"<VUJ=Ly:
2.7.6四维图形50 Ppo^qb
2.8MATLAB程序设计51 Pu\DYP: (
2.8.1M文件编辑器51
j5VRv$P
2.8.2命令文件53 ,h(f\h(9
2.8.3函数文件53 WNlSve)]ie
2.8.4M文件的规则54 C $re$9U
2.8.5全局变量与局部变量54 glKs8^ W
2.8.6程序流控制55 O^="T^J
2.8.7程序设计举例58 y\f 8Ird
2.8.8程序设计的基本原则60 )hZ}$P1
习题60 OTtanJ?
参考文献62 \q d)l
4Z
T
第二部分 应用篇 8IIdNd
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 +n. j.JP"X
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 t=pkYq5t8
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 F~@1n ,[
3.1.2电矢量垂直入射面66 s:Ql] (/B#
3.1.3菲涅耳公式66 d# ?* 62
3.2光的干涉68 }${ZI
3.2.1波的叠加原理68 q D>Y}Z !
3.2.2光波的干涉71 ^{sI'l~
3.2.3杨氏干涉实验71 |u@>[ *k'=
3.2.4牛顿环74 [j+0EVwB
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Y;5^w =V
3.3光的衍射79 Y(!)G!CMc
3.3.1光的衍射现象79 E_I6
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 q@"4Rbu6
3.3.3光栅衍射83 zB7dCw
3.4光的偏振84 d?qO`-
~$
3.4.1光波的偏振态84 $6?KH7lA
3.4.2光波的偏振态的仿真85 u 'n%BVt
3.5平行光束通过透镜聚焦87 &b ]KMAo3
3.5.1平凸透镜光线追迹87 z^GGJu%vjr
参考文献90 B>nd9Z '
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 D
'_ #?%3^
4.1信息光学函数91 ( L
4.1.1矩形函数91 Mn {Rg>X
4.1.2阶跃函数93 McI4oD~"
4.1.3符号函数94 ;8xn"G0}a
4.1.4sinc函数94 ~hw4gdtS
4.1.5高斯函数95 E2/U ']R
4.2傅里叶变换97 ?[fl$EG
4.3卷积定理99 T-cVM>u\D
4.4傅里叶透镜的仿真101 @3= < wz<
4.5计算全息103 uRcuy /CY
4.5.1全息透镜103 e&7}N Za
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 &CsBG?@Z|
参考文献107 `2~Ea_Z
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 [0
f6uIF
5.1图像及数字图像简介108 ~,4Z nuin
5.1.1索引图像108 iQj{J1V
5.1.2RGB图像109 "@|V.d@
5.1.3二值图像109 jM@I"JZ b
5.1.4灰度图像109 x};g!FYfkB
5.2数字图像的读取、显示及输出110 wDTV /" Y
5.2.1图像的读取110 QO^X7A"?X
5.2.2图像的显示110 .Zz7LG{
5.2.3图像的输出112 _)H+ ..=
5.2.4添加颜色条112 >\Pj(,'
5.3图像类型的转化113 uUB%I 8
5.3.1dither函数113 lMf5F8
5.3.2gray2ind函数114 ng6p# F,3
5.3.3im2bw函数115 Y##P9^zH1
5.3.4rgb2gray函数116 -Af`AX
5.3.5rgb2ind函数116 XD>@EYN<X
5.4图像的代数操作117 z4UQ:z@
5.4.1图像的相加117 ! yUKN R
5.4.2图像的相减119 Nfvg[c
5.4.3图像的相乘121 Re u r#K
5.4.4图像的相除121 EqU[mqe F
5.5图像的对比度增强123 {v'Fg
5.5.1线性变换123 JEkVj']?
5.5.2非线性变换123 AUpC HG7
5.6图像的锐化124 JKbB,
5.6.1边界提取和锐化124 Mo=-P2)>lt
5.6.2锐化滤波器125 9!C?2*>A P
5.7图像的边缘检测127 5gEWLLDp
5.7.1边缘检测算子127 O|m -k0n
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 N4N H)x
5.8基于灰度的图像分割131 W5;sps
5.9图像的膨胀与腐蚀134 /;ITnG
5.9.1膨胀和腐蚀134 ![n`n(oN
5.9.2结构元素134 / /rWc,c
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 SSC !BcC1
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 b =l}|)a
参考文献136 C#0Wo
^ } L$[P
第三部分 实例篇 6K0*?j{;"
第6章课程设计综合实例139 g?M69~G$:x
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 FeMu`| 2
6.1.1设计目的139 5q >u
}J
6.1.2设计任务及具体要求139 R>q'Y mu ~
6.1.3基本原理概述139 @/iLC6 QF
6.1.4设计方案及验证140 s3^SjZb
参考文献148 y70gNPuTOD
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 |7fBiVo
6.2.1设计目的148 xFnMXh t
6.2.2设计任务及要求148 Pl6=._
6.2.3设计原理概述149 v83 6nxL M
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 S_6;e|
参考文献154 s 1q d/
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 =)bc/309
6.3.1设计目的154 u] b6 >
6.3.2设计任务及要求155 ZQ/5]]}3y
6.3.3设计原理概述155 )9->]U@
6.3.4MATLAB仿真实现155 ,{a t?y*
参考文献160 O}V2> W$
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 m qw.v$>
6.4.1设计目的161 /#5ZP\e
6.4.2设计任务及要求161 p(>'4#|qy
6.4.3设计原理概述161 " $Q Gifb
6.4.4设计实现163 q<7n5kJ~
参考文献169 N h%8;
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 >M H@FnUL
6.5.1设计目的169 hSH-Ck@ Qy
6.5.2设计任务及要求169 'r
CR8>k
6.5.3设计原理概述169 q?\D9aT9
6.5.4设计实现171 yAe}O#dy
参考文献178 ER+[gT1CQ
6.6基于MATLAB的相关识别178 \ZH=$c*W
6.6.1设计目的178 -9EbU7>!
6.6.2设计任务及要求178 ?`$4ZDM
6.6.3设计原理概述178 tWuQKN`_
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 =t2epIr 5
参考文献183 2 ]wh1)
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 }Of^Y@{q.
6.7.1设计目的183 k6\c^%x
6.7.2设计任务及要求183 G39t'^ZK*#
6.7.3设计原理概述183 QWEK;kUa@
6.7.4设计实现185 %LyB~X
参考文献187 u9Ro =#xt
6.8基于MATLAB的激光束合成187 9q?gmAn.
6.8.1设计目的187 >qla,}x
6.8.2设计任务及要求188 Q@R8qc=*
6.8.3设计原理概述188 dWA7U 6c<
6.8.4设计实现188 3@PVUJ0B|
参考文献193 {Bx\Z0+ '&
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 2S3F]fG0
6.9.1设计目的194 |u[gI+TUE
6.9.2设计任务及要求194 ^.Q),{%Xo
6.9.3设计原理概述194 YeVhWPn@
6.9.4设计实现197 6822xk
参考文献200 6._):[_2
6.10基于MATLAB的人脸识别200 9 w 1)Mf}
6.10.1设计目的200 9]iDNa/ D
6.10.2设计任务及具体要求201 O{PRK5 ^h
6.10.3基本原理概述201 )? xg =o/?
6.10.4设计方案及验证201 cP,jC(<N
6.10.5结论208 p%BO:%v
参考文献208
