《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。 T)CEcz
《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。 BYuoeN !
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。 {7F?30: ]
!tuN_
第一部分 语言篇 b79z<D
第1章MATLAB语言概述3 XEX-NE"]
1.1MATLAB简介3 `4Db( ~
1.1.1MATLAB的发展历程3 xZE% Gf_U
1.1.2MATLAB的主要特点3 ?z{Z!Bt?=)
1.2MATLAB的系统组成4 zn+ 5pn&?
1.2.1MATLAB开发环境4 U"T> L
1.2.2MATLAB数学函数库5 ,$oz1,Q/
1.2.3MATLAB语言5 sK CfI]
1.2.4MATLAB图形处理系统5 BN]{o(EB
1.2.5MATLAB程序接口5 $ca> b X]
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 6s<w} O
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 zZE@:P&lf
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 wJ>.I<F6B
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 GZx?vSoHh
1.4.1菜单和工具栏9 K lbUs\E
1.4.2命令行窗口10 35}]U=
1.4.3工作区11 (?ofL|Cg(
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 Z *Lv!6WS
1.5.1帮助窗口11 1RU+d.&D
1.5.2帮助命令12 : c/]( M
1.5.3演示系统（Demos）13 .dw;b~p
1.5.4帮助系统导航浏览器13 JI7 .:k;
1.5.5远程帮助系统14 g[D `.
1.6MATLAB的基本操作命令14 X/AA8QV o
1.6.1通用命令和编辑键14 oMV^W^<
1.6.2文件管理15
\X]
1.7MATLAB使用初步16 w+Oo-AGNH
习题16 gPf^dGi7t
第2章MATLAB的基本语法17 8]2j*e0xV
2.1数据类型17 ~i5t1
2.1.1数值类型17 O_^X:0}
2.1.2字符串17 >XU93 )CX
2.1.3逻辑类型19 ^ 2<nn op
2.1.4元胞数组20 dk@j!-q^
2.1.5构架数组21 m2r %m
y
2.1.6函数句柄（function）21 >sZ207*
2.2变量22 W^T6^q5;H
2.2.1变量命名的规则22 6i=Nk"d
2.2.2变量的赋值22 @'lO~i
2.2.3MATLAB变量的显示23 IA(+}V
2.2.4MATLAB变量的存取24 "v[?`<53^l
2.3数组及向量运算24 =>u9k:('9
2.3.1数组和向量的创建24 ?S0gazZm
2.3.2数组的寻址27 \EC7*a 0
2.3.3数组的运算27 a";xG,U
2.3.4向量运算29 'i7!"Y6>
2.4矩阵及其运算30 R )u ${
2.4.1矩阵的创建30 Q%Y r m
2.4.2矩阵的运算31 !1{kG%B=
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ;Y"*Z2U
2.5多项式及其运算34 Z:kX9vw.
2.5.1多项式的构造34 jPyhn8Vw
2.5.2多项式的运算34 o P`y BX
2.5.3多项式拟合36 YA'_Ba(v)
2.6符号运算37 wJb"X=i*
2.6.1基本符号对象37 .=% ,DT"
2.6.2符号表达式38 :d`8:gv?
2.6.3符号表达式的运算38 S /)J<?<b
2.6.4常用的符号运算39 *=~X1s
2.7MATLAB绘图40 B>{\qj)%
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 {S=gXIh(y
2.7.2二维绘图41 t^(#~hx
2.7.3图形修饰43 ?:1)=I<A4
2.7.4三维绘图46 GTBT0$9 g.
2.7.5特殊图形48 Mz:t[rfs
2.7.6四维图形50 Ymr\8CG/
2.8MATLAB程序设计51 ypA)G /;
2.8.1M文件编辑器51 NX5NE2@^qH
2.8.2命令文件53 F) Qj< 6
2.8.3函数文件53 R`F8J}X_
2.8.4M文件的规则54 U<Z\jT[
2.8.5全局变量与局部变量54 wG2-,\:
2.8.6程序流控制55 S&w(H'4N
2.8.7程序设计举例58 /@~&zx&_
2.8.8程序设计的基本原则60 j6.'7f5M<H
习题60 f8X /kz
参考文献62 *iW$>Yjb
WKB@9Vfju
第二部分 应用篇 Qx% ]u8s
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 r" )zR,
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 sxBRg=
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 0-{l4;o
3.1.2电矢量垂直入射面66 SjRR8p<
3.1.3菲涅耳公式66 q7'[II;
3.2光的干涉68 zMI0W &P M
3.2.1波的叠加原理68 !s:v UY58
3.2.2光波的干涉71 Z<t(h=?
3.2.3杨氏干涉实验71 }bxx]rDl
3.2.4牛顿环74 xFcRp2W9R
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 -$J%.fdPs
3.3光的衍射79 05>xQx?"m4
3.3.1光的衍射现象79 `'^&*
7,
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 >|e>=
3.3.3光栅衍射83 7L=V{,,v
3.4光的偏振84 .Iret :
3.4.1光波的偏振态84 UIl^s8 /
3.4.2光波的偏振态的仿真85 8*V8B=q}K
3.5平行光束通过透镜聚焦87 >5|;8v-r
3.5.1平凸透镜光线追迹87 0Q_@2
参考文献90 1q[vNP=g&
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 $CY B&|d
4.1信息光学函数91 95G*i;E
4.1.1矩形函数91 dGb]`* E
4.1.2阶跃函数93 6$ JRV
4.1.3符号函数94 /rqaUC )A
4.1.4sinc函数94 =>7\s}QZ
4.1.5高斯函数95 XS'0fq a
4.2傅里叶变换97 vj:hMPC
ZM
4.3卷积定理99 uPtHCP6
4.4傅里叶透镜的仿真101 sN
`NZyG
4.5计算全息103 F
;m1I+;
4.5.1全息透镜103 W2a 9P_
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 1K ;i/
参考文献107 $]05?JY#
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 5_mb+A n,
5.1图像及数字图像简介108 q&- A}]
5.1.1索引图像108 z Dk^ ^'
5.1.2RGB图像109 8;YN`S!o
5.1.3二值图像109 w C0fPPeA
5.1.4灰度图像109 F; IG@ &
5.2数字图像的读取、显示及输出110 zJfoU*G/B
5.2.1图像的读取110 I 2!0,1Q
5.2.2图像的显示110 Q(}TN,N
5.2.3图像的输出112 srN >pO8u~
5.2.4添加颜色条112 c 9dH ^t
5.3图像类型的转化113 f]BG`rJX
5.3.1dither函数113 &!3=eVg
5.3.2gray2ind函数114 ,cvLvN8
5.3.3im2bw函数115 _faI*OY8
5.3.4rgb2gray函数116 $UZ4,S?V
5.3.5rgb2ind函数116 I!)gXtJA"
5.4图像的代数操作117 l_!.yV{
5.4.1图像的相加117 "}bk
*2
5.4.2图像的相减119 up~l4]b+
5.4.3图像的相乘121 z: aT5D
5.4.4图像的相除121 \Mv8pU
5.5图像的对比度增强123 )y7SkH|
5.5.1线性变换123 TXi$Q%0W
5.5.2非线性变换123 C/Ig.KmXF{
5.6图像的锐化124 27vLI~
5.6.1边界提取和锐化124 ] =jnt
5.6.2锐化滤波器125 N.q4Ar[x#p
5.7图像的边缘检测127 bl>MD8bzLE
5.7.1边缘检测算子127 yiUJ!m
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 yD`{9'L
-
5.8基于灰度的图像分割131 VZ*Q|
5.9图像的膨胀与腐蚀134 gz[Ng> D+
5.9.1膨胀和腐蚀134 |n;gGR\
5.9.2结构元素134 :\*hAV1i
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 'n Nw
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 % 8kbX
参考文献136 *n0k 2 p
eBTy!!
第三部分 实例篇 rG"}CX`]:
第6章课程设计综合实例139 E0 c5c
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 [Bp[=\
6.1.1设计目的139 %Hu Qc^
6.1.2设计任务及具体要求139 ??rx\*,C</
6.1.3基本原理概述139 :y'D] ,_
6.1.4设计方案及验证140 x# e(&OjN7
参考文献148 lC6#EU;
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 d8g3hyI5\
6.2.1设计目的148 #kX=$Bzk
6.2.2设计任务及要求148 k 6~k
6.2.3设计原理概述149 ! &C8 y
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 `^s(r>2
参考文献154 P _t8=d
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 fPHv|_XM>
6.3.1设计目的154 O'm&S?>
6.3.2设计任务及要求155 <W vuW6
6.3.3设计原理概述155 {R[lsdH(X
6.3.4MATLAB仿真实现155 pi5Al)0
参考文献160 dH!k {3bL
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 b]mRn{r?
6.4.1设计目的161 BoP%f '0N
6.4.2设计任务及要求161 #JZf]rtp
6.4.3设计原理概述161 [*?P2.b f
6.4.4设计实现163 G`w,$:,
参考文献169 Ydmz!CEu
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 x}1(okc
6.5.1设计目的169 <l5{!g
6.5.2设计任务及要求169 f+s'.z %
6.5.3设计原理概述169 E[LXZh
6.5.4设计实现171 G4s!q1H
参考文献178 !cnH|ePbI
6.6基于MATLAB的相关识别178 \XMl8G
6.6.1设计目的178 /k1&?e
6.6.2设计任务及要求178 [_qBp:_j?s
6.6.3设计原理概述178 _Ux>BJ mP
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 2=!/)hw}
参考文献183 R]/F{Xs
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 >Q+a'bd w
6.7.1设计目的183 U*k$pp6\b~
6.7.2设计任务及要求183 |MMr}]`
6.7.3设计原理概述183 Qoq@=|7kxa
6.7.4设计实现185 RGLwtN
参考文献187 Y*f7& '[
6.8基于MATLAB的激光束合成187 fUb5KCZ
6.8.1设计目的187 GG;M/}E9
6.8.2设计任务及要求188 #B'WT{B$/~
6.8.3设计原理概述188 ` M4; aN
6.8.4设计实现188 X~ G"TT$)
参考文献193 GWA_,/jS%
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 Aid{PG Dk
6.9.1设计目的194 wGISb\rr
6.9.2设计任务及要求194 V}9wx%v
6.9.3设计原理概述194 G~4 ^`[elB
6.9.4设计实现197 K
N0S$nW+
参考文献200 15U=2j*.b
6.10基于MATLAB的人脸识别200 {(7. X4\x
6.10.1设计目的200 |}q0 G~l
6.10.2设计任务及具体要求201
_BtlO(0&
6.10.3基本原理概述201 F6Q #{Ufq
6.10.4设计方案及验证201 a%(1#2^`q!
6.10.5结论208 x 6,S#p
参考文献208
