《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。 |j u+{+
《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。 D>-srzw
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。 {.] )' ~[U
$ ~%w21?&
第一部分 语言篇 H+
7HD|GE
第1章MATLAB语言概述3 fuU
3?SG
1.1MATLAB简介3 t3b M 4+n
1.1.1MATLAB的发展历程3 " ?Ux\)*
1.1.2MATLAB的主要特点3 P= aYwm C
1.2MATLAB的系统组成4 SyI\ulmL
1.2.1MATLAB开发环境4 m
al?3*x/
1.2.2MATLAB数学函数库5 D}`MY\H
1.2.3MATLAB语言5 ZPG~ @lU
1.2.4MATLAB图形处理系统5 TkR#Kzv380
1.2.5MATLAB程序接口5 QM'|k6
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 !>#gm7
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 *P/DDRq(2
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 vaLP_V
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 0a2#36;_IK
1.4.1菜单和工具栏9 1QPz|3 f@\
1.4.2命令行窗口10 `MHixQ;j
1.4.3工作区11 i#aKW'
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 1k]L ,CX
1.5.1帮助窗口11 CXBFR>"
1.5.2帮助命令12 5@J]#bp0M
1.5.3演示系统（Demos）13 Rk-G| 52 g
1.5.4帮助系统导航浏览器13 o!lK P>
1.5.5远程帮助系统14 r~G amjS
1.6MATLAB的基本操作命令14 D_?dy 4\
1.6.1通用命令和编辑键14 r PTfwhs
1.6.2文件管理15 Ng2 Z7k
1.7MATLAB使用初步16 <KJ|U0/jGd
习题16 |l-O e
第2章MATLAB的基本语法17 D ~FIv
2.1数据类型17 e8E ' X
2.1.1数值类型17 oE_ *hp+
2.1.2字符串17 l cM
2.1.3逻辑类型19 QnJLTBv
2.1.4元胞数组20 B@@tKn_CQ
2.1.5构架数组21 ^ E_chx-e}
2.1.6函数句柄（function）21 _f~$iY
2.2变量22 JAM]neKiX
2.2.1变量命名的规则22 *&tTiv{^
2.2.2变量的赋值22 3mHP=)
2.2.3MATLAB变量的显示23 Vry*=X &Q
2.2.4MATLAB变量的存取24 XgyLlp;,O
2.3数组及向量运算24 +4p=a [
2.3.1数组和向量的创建24 oWx^_wQ-=
2.3.2数组的寻址27 ;<*%BtD?
2.3.3数组的运算27 ^ p7z3ng
2.3.4向量运算29 "sIww
2.4矩阵及其运算30 ^oYRB EIJH
2.4.1矩阵的创建30 /x)i}M)
2.4.2矩阵的运算31 gb4$W@N7V
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ]9~Il#
2.5多项式及其运算34 iJeo d fC
2.5.1多项式的构造34 dq%C~j{v
2.5.2多项式的运算34 x+TdTe;p
2.5.3多项式拟合36 %O !TS_~9
2.6符号运算37 Xy. /1`X
2.6.1基本符号对象37 yVQW| D0,j
2.6.2符号表达式38 >5E1y!
2.6.3符号表达式的运算38 K%_ UNivN
2.6.4常用的符号运算39 {>PEl; ,-
2.7MATLAB绘图40 Mnk-"d
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 `e`DSl D>
2.7.2二维绘图41 R )4,f~@"
2.7.3图形修饰43 +* F e
2.7.4三维绘图46 zC*dJXt@
2.7.5特殊图形48 YNl".c
2.7.6四维图形50 K2\ )9
2.8MATLAB程序设计51 H DD)AM&p
2.8.1M文件编辑器51 K}M lC}oIt
2.8.2命令文件53 `DE_ <l
2.8.3函数文件53 CbXS JDs
2.8.4M文件的规则54 x3(
->?)D
2.8.5全局变量与局部变量54 *2}f $8
2.8.6程序流控制55 +J~%z*A
2.8.7程序设计举例58 HO_(it \
2.8.8程序设计的基本原则60 {2QP6X sJ
习题60 ;y{(# X #
参考文献62 <o[3*59
6xA xLZz <
第二部分 应用篇 +sTPTCLE
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 WgG$ r
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 *>`6{0, 9
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 wv\V&U $
3.1.2电矢量垂直入射面66 _>aP5g?Ep
3.1.3菲涅耳公式66 2s> BNWTU
3.2光的干涉68 D SWmQQ
3.2.1波的叠加原理68 yyk@f%
3.2.2光波的干涉71 DF> t Q
3.2.3杨氏干涉实验71 _"OE}$C
3.2.4牛顿环74 I<XYLe[_S
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 <`G-_VI
3.3光的衍射79 X 5X D1[
3.3.1光的衍射现象79 UCkV ;//.
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ,KD?kSIf
3.3.3光栅衍射83 *-(o. !#1
3.4光的偏振84 KT*>OY I
3.4.1光波的偏振态84 ]T&d_~l
3.4.2光波的偏振态的仿真85 49<t2^1q
3.5平行光束通过透镜聚焦87 hg:$H9\%
3.5.1平凸透镜光线追迹87 (2QfH$HEk
参考文献90 Gg]Jp:GF
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ho B[L}<c
4.1信息光学函数91 QS n18V>{
4.1.1矩形函数91 _<DOA:'v
4.1.2阶跃函数93 qJ f\,7mi
4.1.3符号函数94 $.:x3TsA
4.1.4sinc函数94 {~j/sto-:
4.1.5高斯函数95 .p*?g;
4.2傅里叶变换97 [)dIt@Y&j
4.3卷积定理99 6 1_-G#W
4.4傅里叶透镜的仿真101 7 -Oa34ba+
4.5计算全息103 x,cvAbwS
4.5.1全息透镜103 R*FDg;t4
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 bq8Wvlv04
参考文献107 h Q!59
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 lUA-ug! ^
5.1图像及数字图像简介108 C z$q"U
5.1.1索引图像108 ^c >Bh[
5.1.2RGB图像109 ZBFn
5.1.3二值图像109 A L^tUcl
5.1.4灰度图像109 F
u^j- Io
5.2数字图像的读取、显示及输出110 T9!NuKfur
5.2.1图像的读取110 E/wxX#]\
5.2.2图像的显示110 hW/Ve'x[
5.2.3图像的输出112 C^;8M'8z0
5.2.4添加颜色条112 w)R edJnf
5.3图像类型的转化113 ;UUgqX#
5.3.1dither函数113 /H q
5.3.2gray2ind函数114 l
9g
5.3.3im2bw函数115 ~K;hXf
5.3.4rgb2gray函数116 EY3F9h3xM|
5.3.5rgb2ind函数116 [^bq?w
5.4图像的代数操作117 DpQWh+WRy
5.4.1图像的相加117 * h=>*t?I2
5.4.2图像的相减119 5*-RIs! 2
5.4.3图像的相乘121 W[a"&,okqO
5.4.4图像的相除121 W,[QK~
5.5图像的对比度增强123 H?M:<q0|G
5.5.1线性变换123 GCiG50Z=
5.5.2非线性变换123 fA?v\ 'Qq/
5.6图像的锐化124 r}^1dO
5.6.1边界提取和锐化124 b S gbvnJ
5.6.2锐化滤波器125 :dRC$?f4
5.7图像的边缘检测127 9wGsHf8]
5.7.1边缘检测算子127 oWLP|c~ Ap
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 E{ e
5.8基于灰度的图像分割131 n- ],!pL^
5.9图像的膨胀与腐蚀134 ]];pWlo!
5.9.1膨胀和腐蚀134 IbL'Z
5.9.2结构元素134 cQ1Axs TO
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 vr{|ubG]d
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 qsXkm4
参考文献136 2
'D, 1F
%eW7AO>
第三部分 实例篇 CDXN%~0h
第6章课程设计综合实例139 XksI .]tfj
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 jF
j'6LT9/
6.1.1设计目的139 DO~[VK%|
6.1.2设计任务及具体要求139 @ <2y+_e
6.1.3基本原理概述139 s3nt2$=:t
6.1.4设计方案及验证140 IGVq`Mx j
参考文献148 C4`&_yoP4-
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 $d]) >4eQ
6.2.1设计目的148 `GY3H3B
6.2.2设计任务及要求148 XTk
:lzFH
6.2.3设计原理概述149 <nG}]Smd7
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 m.` I}
参考文献154 ZI qXkD
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 9&Un|cr
6.3.1设计目的154 x=L"qC9f/
6.3.2设计任务及要求155 u 0sN[<
6.3.3设计原理概述155 ~n ) |
6.3.4MATLAB仿真实现155 He5 y;5
参考文献160 }cGILH%
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 77s G;8HE
6.4.1设计目的161 Y3FFi M[s~
6.4.2设计任务及要求161 L;?F^RK{U
6.4.3设计原理概述161 #I.~+M
6.4.4设计实现163 t?)]xS)
参考文献169 SqRM*Cf=
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 #W|Obc]K
6.5.1设计目的169 R@5eHP^
6.5.2设计任务及要求169 @l WNSf
6.5.3设计原理概述169 ("j;VqYUL
6.5.4设计实现171 E<u(Yw6=
参考文献178 B[EOz\?=m
6.6基于MATLAB的相关识别178 Qt{V&Z7
6.6.1设计目的178 Qbjm,>H/^
6.6.2设计任务及要求178 Z:>3AJuS_
6.6.3设计原理概述178 Gf9sexn]l
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 d}Guj/cx,
参考文献183 @&&} J
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 'jE /Tre^
6.7.1设计目的183 S^|`*%pq
6.7.2设计任务及要求183 K0C"s 'q
6.7.3设计原理概述183 3fpaTue|x
6.7.4设计实现185 xg^%8Ls^
参考文献187 MZf?48"f
6.8基于MATLAB的激光束合成187 .E+O,@?<
6.8.1设计目的187 pM+9K:^B
6.8.2设计任务及要求188 }a, ycFt
6.8.3设计原理概述188 sq(5k+y*J
6.8.4设计实现188 i<>%y* +@
参考文献193 7A'E+>1d
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 K;rgLj0m
6.9.1设计目的194 ?SO!INJ
6.9.2设计任务及要求194 p^q/ u
6.9.3设计原理概述194 }Rh%bf7,
6.9.4设计实现197 CMbID1M3
参考文献200 _=`DzudE
6.10基于MATLAB的人脸识别200 WHOy\j},V
6.10.1设计目的200 "fhQ{b$i
6.10.2设计任务及具体要求201 z )v o
6.10.3基本原理概述201 lc~c=17
6.10.4设计方案及验证201 2vG
X\W% 3
6.10.5结论208 !s/qqq:g
参考文献208
