《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。 ,NZl lnW
《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。 ) u{ ]rb[
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。 TIiYic!_~
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第一部分 语言篇 tkHmH/'7
第1章MATLAB语言概述3 B2]52Fg-"
1.1MATLAB简介3 8,IF%Z+LI
1.1.1MATLAB的发展历程3 +`Q]p " G
1.1.2MATLAB的主要特点3 ])F+ C/Px1
1.2MATLAB的系统组成4 -~8PI2
1.2.1MATLAB开发环境4 eE VB
1.2.2MATLAB数学函数库5 "*< vE7
1.2.3MATLAB语言5 1O0. CC,p
1.2.4MATLAB图形处理系统5 %8u9:Cl):
1.2.5MATLAB程序接口5 XV%R Mr6
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 iy]L"7&Z2
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 SF; \*]["f
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 2qE_SSXn
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 8Snv, Lb`^
1.4.1菜单和工具栏9 0 `7y Pq*
1.4.2命令行窗口10 Mo N/?VA
1.4.3工作区11 *s 4Ym
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 hR|x Up
1.5.1帮助窗口11 +d=f_@i
1.5.2帮助命令12 ps2j ]g
1.5.3演示系统（Demos）13 c]x-mj =
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Z ;rM@x
1.5.5远程帮助系统14 {0F/6GwUC
1.6MATLAB的基本操作命令14 wg)Bx#>\L:
1.6.1通用命令和编辑键14 BZ.l[LMp
1.6.2文件管理15 {~O4*2zg;K
1.7MATLAB使用初步16 %$zak@3%'
习题16 [6RODp3')
第2章MATLAB的基本语法17 *GXPN0^Qjo
2.1数据类型17 _ s}aF
2.1.1数值类型17 l#v52
2.1.2字符串17 >e/>@ J*
2.1.3逻辑类型19 aE)1LP
2.1.4元胞数组20 SP lt=*C#_
2.1.5构架数组21 v=G*K11@
2.1.6函数句柄（function）21 `` g
2.2变量22 .yfp-n4H
2.2.1变量命名的规则22 Brs6RkRf
2.2.2变量的赋值22 rWJ5C\R
2.2.3MATLAB变量的显示23 =\2gnk~
2.2.4MATLAB变量的存取24 F5:xrcyC
2.3数组及向量运算24 jRiMWolLv
2.3.1数组和向量的创建24 [! ;sp~
2.3.2数组的寻址27 ~ tfd9,t
2.3.3数组的运算27 KNN{2thy `
2.3.4向量运算29 ^`lD w
2.4矩阵及其运算30 FY Flh^}
2.4.1矩阵的创建30 `~d 7l@6F
2.4.2矩阵的运算31 rZ(#t{]=!
2.4.3矩阵的常用函数运算33 q)?!]|pZ
2.5多项式及其运算34 H0OO +MCe
2.5.1多项式的构造34 #]1 jvB
2.5.2多项式的运算34 %-fXa2
2.5.3多项式拟合36 yI|x
5f
2.6符号运算37 EZiLXQd_
2.6.1基本符号对象37 \Cq4r4'
2.6.2符号表达式38 T&/ n.-@nk
2.6.3符号表达式的运算38 a Tm R~k
2.6.4常用的符号运算39 0sw;h.VY
2.7MATLAB绘图40 khR[8j..
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 b 4^O=
2.7.2二维绘图41 4Dzg r,V
2.7.3图形修饰43 V /\Y(Mxc
2.7.4三维绘图46 & .1 -6
2.7.5特殊图形48 MkG Q
2.7.6四维图形50 w6> P[oW
2.8MATLAB程序设计51 ]Kjt@F";
2.8.1M文件编辑器51 p8j4Tc5tQ>
2.8.2命令文件53 E7R%G OH
2.8.3函数文件53 LFi{Q{ E)
2.8.4M文件的规则54 4 0
u
tmC
2.8.5全局变量与局部变量54 0s//&'*Q
2.8.6程序流控制55 ,< P"\W
2.8.7程序设计举例58 2Jiy`(P
2.8.8程序设计的基本原则60 >3b<
Fq $
习题60 l v:GiA"X
参考文献62 @ ^ta)Ev
qF(i1#
第二部分 应用篇 /,~]1&?}1
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 <%w TI<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 vCt][WX(
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ex~"M&^
3.1.2电矢量垂直入射面66 W!" $g
3.1.3菲涅耳公式66 #"r_ 3
3.2光的干涉68 =os!^{p7>
3.2.1波的叠加原理68 X7K{P_5l
3.2.2光波的干涉71 D,p 2MBr
3.2.3杨氏干涉实验71 C %<Dq0j
3.2.4牛顿环74 4IOqSB|
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 0#Us * :[6
3.3光的衍射79 z" z$.c
3.3.1光的衍射现象79 -0;{
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 >mvE[iXRG?
3.3.3光栅衍射83 -@w}}BR
3.4光的偏振84 ,H?e23G
3.4.1光波的偏振态84 DsxNg
3.4.2光波的偏振态的仿真85 hEo$Jz`
3.5平行光束通过透镜聚焦87 so .}W U
3.5.1平凸透镜光线追迹87 N @Ap|`Ei
参考文献90 $aT '~|?
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 >2K'!@ ~'
4.1信息光学函数91 8f~*T
4.1.1矩形函数91 # ^,8JRA
4.1.2阶跃函数93 =s:kC`O
4.1.3符号函数94 r&v!2A]:
4.1.4sinc函数94 P^O g(F 8;
4.1.5高斯函数95 s H'FqV,)
4.2傅里叶变换97 &09~ D8f'
4.3卷积定理99 )iIsnM
4.4傅里叶透镜的仿真101 JY:Fu
4.5计算全息103 8(NS;?
4.5.1全息透镜103 Cv>~%<
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 %>zG;4
参考文献107 d8
v9[ 4
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 H%=;pD>o
5.1图像及数字图像简介108 Oel%l Y}m3
5.1.1索引图像108 DN*M-o9
5.1.2RGB图像109 2C"i2/NH'
5.1.3二值图像109 &,Rye Q
5.1.4灰度图像109 GM^H
)8U
5.2数字图像的读取、显示及输出110 r4 5}o
5.2.1图像的读取110 eln$,zK/b
5.2.2图像的显示110 :*l\j"fX5
5.2.3图像的输出112 3h o'\Ysu/
5.2.4添加颜色条112 ZX+0{E8a
5.3图像类型的转化113 Om7 '_}
5.3.1dither函数113 h3\(660>$
5.3.2gray2ind函数114 )`|`PB
5.3.3im2bw函数115 =(c.8d
5.3.4rgb2gray函数116 N N:zQ_RT
5.3.5rgb2ind函数116 kyYU 1gfh
5.4图像的代数操作117 ]w -W
5.4.1图像的相加117 wB[
JFy"E
5.4.2图像的相减119 1v|0 &{lB
5.4.3图像的相乘121 R5},E
5.4.4图像的相除121 t > 64^nS
5.5图像的对比度增强123 'wBOnGi6
5.5.1线性变换123 IY}GU 2#
5.5.2非线性变换123 -4J.YF>
5.6图像的锐化124 4w 7vgB
5.6.1边界提取和锐化124 : IsJE6r
5.6.2锐化滤波器125 `i ~J0#P
5.7图像的边缘检测127 BT -Y9j
5.7.1边缘检测算子127 Hp(41E b,
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 5Tidb$L;Du
5.8基于灰度的图像分割131 }Vm'0
5.9图像的膨胀与腐蚀134 m+pK,D~{"
5.9.1膨胀和腐蚀134 u!Vr MH
5.9.2结构元素134 .o<9[d"
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 [>Zg6q|
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ^}z:FI
参考文献136 PI *Z>VE?
7=wQ#bq"1P
第三部分 实例篇 tg%Sn+:
第6章课程设计综合实例139 G"
(ck4
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 8-O : e
6.1.1设计目的139 !D
'A
6.1.2设计任务及具体要求139 oO;< $wx2t
6.1.3基本原理概述139 "zIQ(|TL?d
6.1.4设计方案及验证140 Y\(?&7Aax
参考文献148 K_X( j$2Xc
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 UrS %t>6k
6.2.1设计目的148 ]h= y
6.2.2设计任务及要求148 nu16L$ ]
6.2.3设计原理概述149 `;Fs
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 dr"@ 2=Z
参考文献154 rO,n~|YJ
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 aMgg[g9>t
6.3.1设计目的154 0|rdI,z
6.3.2设计任务及要求155 _z"\3hZ
6.3.3设计原理概述155 EiA_9%<
6.3.4MATLAB仿真实现155
<j _
参考文献160 > 3 l3
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 @ ]] ,H0
6.4.1设计目的161 #vcQ =%;O
6.4.2设计任务及要求161 o107. s
6.4.3设计原理概述161 W D 7T&i
6.4.4设计实现163 -K5u5l}
参考文献169 QP6a,^];
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 j6rwlwN
6.5.1设计目的169 \AD|;tA\vE
6.5.2设计任务及要求169 R"71)ob4
6.5.3设计原理概述169 Op iVQr:
6.5.4设计实现171 H)+w kR!~
参考文献178 %Bk PkQA
6.6基于MATLAB的相关识别178 5PKdMEK|q
6.6.1设计目的178 %bTXu1
6.6.2设计任务及要求178 + |O& k
6.6.3设计原理概述178 wH qbTA
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 ~0{F,R.$
参考文献183 RJOyPZ]
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 $0;D k,
6.7.1设计目的183 kx[ h41|n
6.7.2设计任务及要求183 m\| ie8
6.7.3设计原理概述183 Biy$p6
6.7.4设计实现185 YYd!/@|N5
参考文献187 /}-LaiS
6.8基于MATLAB的激光束合成187 u|&a!tOf2
6.8.1设计目的187 2{-'`l fM%
6.8.2设计任务及要求188 `vrLFPdO
6.8.3设计原理概述188 mk? F+gh
6.8.4设计实现188 !r_2b! dy
参考文献193 r1xhplHH@
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 -<n]Sv;V
6.9.1设计目的194 H?'t>JX
6.9.2设计任务及要求194 G~\=:d=^,`
6.9.3设计原理概述194 'uF"O"*
6.9.4设计实现197 h@(S];.
参考文献200 ;rh@q4#
6.10基于MATLAB的人脸识别200 k*= #XbX
6.10.1设计目的200 r(/ +-
t
6.10.2设计任务及具体要求201 ^$F1U,o i
6.10.3基本原理概述201 *8xMe
6.10.4设计方案及验证201 UxVxnJ_
6.10.5结论208 F%q}N,W
参考文献208
