《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(z$fG: g
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 [`ebM,W
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 iw3FA4{(
&p'Y ^zL -
第一部分 语言篇 AHD=<7Rs
第1章MATLAB语言概述3 , R k9 N
1.1MATLAB简介3 \o z#l'z
1.1.1MATLAB的发展历程3 H`*LBqDk
1.1.2MATLAB的主要特点3 p)KheLiZ
1.2MATLAB的系统组成4 D#_3^Kiawj
1.2.1MATLAB开发环境4 5#HW2"7
1.2.2MATLAB数学函数库5 "IZa!eUW
1.2.3MATLAB语言5 xs{3pkTYD
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ()Y~Q(5ji
1.2.5MATLAB程序接口5 h0(BO*cy
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 .T}Wdn g
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 _~'=C#XI)
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 |)IlMG
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 %:M ^4~dc
1.4.1菜单和工具栏9 ty8q11[8
1.4.2命令行窗口10 {kA 0z2Fe
1.4.3工作区11 iW)8j 8
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 Cz9xZA{[M
1.5.1帮助窗口11 b:U$x20n$
1.5.2帮助命令12 +jAGGv^ )
1.5.3演示系统（Demos）13
oI?3<M^
1.5.4帮助系统导航浏览器13 tP:lP#9
1.5.5远程帮助系统14 %vn|k[n D
1.6MATLAB的基本操作命令14 zyk T*V
1.6.1通用命令和编辑键14 ^7 w+l @
1.6.2文件管理15 F8nY V
1.7MATLAB使用初步16 lS"T4 5
习题16 5[8xV%>;
第2章MATLAB的基本语法17 us1Hu)
2.1数据类型17 ZJnYIK
2.1.1数值类型17 zN[hkmh
2.1.2字符串17 JYMiLph<
2.1.3逻辑类型19 6 ]&O rS[
2.1.4元胞数组20 &u]8IEv}u
2.1.5构架数组21 S4Pxc
]!
2.1.6函数句柄（function）21 Fe# 1
2.2变量22 h&M {]E9=
2.2.1变量命名的规则22 .8 2P(}h
2.2.2变量的赋值22 >f|||H}Snw
2.2.3MATLAB变量的显示23 034iK[ib"
2.2.4MATLAB变量的存取24 ?1* cO:O
2.3数组及向量运算24 ^-TE([ bW
2.3.1数组和向量的创建24 r7RIRg_
2.3.2数组的寻址27 ; @0;pY
2.3.3数组的运算27 /}((l%U E.
2.3.4向量运算29 E:, / !9n
2.4矩阵及其运算30 J-[,KME_^
2.4.1矩阵的创建30 kGH }[w
2.4.2矩阵的运算31 ] vz%iv_
2.4.3矩阵的常用函数运算33 vt/x
,Y
2.5多项式及其运算34 v3*_9e
2.5.1多项式的构造34 Z|&M KG24
2.5.2多项式的运算34 t*=CZE -
2.5.3多项式拟合36 .H escg/S
2.6符号运算37 2% MC Yn
2.6.1基本符号对象37 DRSr%d
2.6.2符号表达式38 O;+ maY^l
2.6.3符号表达式的运算38 P:hBt\5B
2.6.4常用的符号运算39 *2ZjE!A
2.7MATLAB绘图40 UBv,=v
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 To\QjP-
2.7.2二维绘图41 dhC$W!N7!
2.7.3图形修饰43 kC:uG0 sW
2.7.4三维绘图46 a H yx_B
2.7.5特殊图形48 b}2ED9HG\
2.7.6四维图形50 oro$wFxJO
2.8MATLAB程序设计51 UZWioxsKr+
2.8.1M文件编辑器51 z$&{:\hj
2.8.2命令文件53 bYcV$KJk
2.8.3函数文件53 H/"-Z; 0{
2.8.4M文件的规则54 l? \jB\,
2.8.5全局变量与局部变量54 S~<$H y*kh
2.8.6程序流控制55 ##q2mm:a9P
2.8.7程序设计举例58 DKH-Q(M56
2.8.8程序设计的基本原则60 Ij 79~pn
习题60 KsddA
参考文献62 l .(v^3:X
UI0( =>L
第二部分 应用篇 xn? a. 3b'
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65
&U{#Kt5q
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Z
EQ@IS:Y
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 XP`Nf)3{Yd
3.1.2电矢量垂直入射面66 FX;QG94!
3.1.3菲涅耳公式66 :)8VdWg
3.2光的干涉68 7( #:GD
3.2.1波的叠加原理68 '%>=ZhO
3.2.2光波的干涉71 ^Xz@`_I
3.2.3杨氏干涉实验71 -Sq z5lo
3.2.4牛顿环74 N' F77
.
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 n"$jG:A QJ
3.3光的衍射79
52Yq
3.3.1光的衍射现象79 {5A2&
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 x! hh"x
3.3.3光栅衍射83 s'3
s^Dd
3.4光的偏振84 @MoK Wfc
3.4.1光波的偏振态84 IWk4&yHUAu
3.4.2光波的偏振态的仿真85 ] yV !
3.5平行光束通过透镜聚焦87 e*sfPH t
3.5.1平凸透镜光线追迹87 f<GhkDPm>?
参考文献90 Upx G@b
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 C:GK,?!Jn'
4.1信息光学函数91 V[mT<Lc
4.1.1矩形函数91 C=-=_>Q,L<
4.1.2阶跃函数93 N[?N5 ~jG
4.1.3符号函数94 -6Z\qxKqZ
4.1.4sinc函数94 bkRLC_/ d
4.1.5高斯函数95 8bxfj<O,
4.2傅里叶变换97 xP_cQwm`1
4.3卷积定理99 #
q~e^A
b
4.4傅里叶透镜的仿真101 &)2 i[X
4.5计算全息103 U] ~$g}!)
4.5.1全息透镜103 JELT o u
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 rUwZ Mli
参考文献107 }q`ts=dlGt
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 1Vsz4P"O $
5.1图像及数字图像简介108 ><RpEnWZ<
5.1.1索引图像108 DP[IZ C
5.1.2RGB图像109 j~"Q3P;V
5.1.3二值图像109 YD <:,|H
5.1.4灰度图像109 N1Ng^aY0
5.2数字图像的读取、显示及输出110 vGvf<ra;H
5.2.1图像的读取110 ,NOsFO-`<
5.2.2图像的显示110 dW)B1i Uo!
5.2.3图像的输出112 #TeG-sFJg@
5.2.4添加颜色条112 Wfu(*
5.3图像类型的转化113 *jLJcb*.Ap
5.3.1dither函数113 ]5mn ew
5.3.2gray2ind函数114 )}g(b=
5.3.3im2bw函数115 )5rb &M}
5.3.4rgb2gray函数116 ng[Ar`
5.3.5rgb2ind函数116 [O$Wa:< 0x
5.4图像的代数操作117 .I$qCb|FP
5.4.1图像的相加117 dFRsm0 T
5.4.2图像的相减119 ?e` ^P
5.4.3图像的相乘121 FFl!\y*0z
5.4.4图像的相除121 z[LNf.)}
5.5图像的对比度增强123 >/g#lS 5
5.5.1线性变换123 Jk&3%^P{m
5.5.2非线性变换123 UXeN 8
5.6图像的锐化124 f6EZ(
v
5.6.1边界提取和锐化124 B%"
d~5Y
5.6.2锐化滤波器125 Bu#E9hJFvA
5.7图像的边缘检测127 2 X.r%&!1M
5.7.1边缘检测算子127 {^
qcx 8
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 +:8fC$vVfC
5.8基于灰度的图像分割131 *e<[SZzYZ
5.9图像的膨胀与腐蚀134 gGvz(R: y
5.9.1膨胀和腐蚀134 g=39C>
5.9.2结构元素134 5k!g%sZ
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 IW> T}@
|
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 %.vQU @2A
参考文献136 ;>#wU'
5BWH-2HsB
第三部分 实例篇 # ~#R -
第6章课程设计综合实例139 ATJWO 1CtB
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 R_(tj kT
6.1.1设计目的139 2n3W=dF
6.1.2设计任务及具体要求139 }]e-{C}
6.1.3基本原理概述139 nePfu G]Q
6.1.4设计方案及验证140 fg
s!v7
参考文献148 N6>(;ugJ1-
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 5G::wuxk
6.2.1设计目的148 dUsYZdQs
6.2.2设计任务及要求148 E4xj?m^(y=
6.2.3设计原理概述149 .|hf\1_J
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Hv!U| L
参考文献154 vo`2\R.
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 >,TUZ
6.3.1设计目的154 j`oy`78O
6.3.2设计任务及要求155 io _1Y ]N
6.3.3设计原理概述155 n\QgOSr<
6.3.4MATLAB仿真实现155 Q(@U2a8
参考文献160 ~s%
Md
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 0vFD3}~>
6.4.1设计目的161 5pj22 s
6.4.2设计任务及要求161 {K <iih
6.4.3设计原理概述161 4y)P>c
6.4.4设计实现163 S)lkz'tdk
参考文献169 +s(HOq) b
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 }0eF~>Df
6.5.1设计目的169 Lilr0|U+
6.5.2设计任务及要求169 LISM ngQ.
6.5.3设计原理概述169 nKS 7Q1+
6.5.4设计实现171 Xp >7iX!:
参考文献178 ,ek_R)&[o
6.6基于MATLAB的相关识别178 |L-]fjBbF
6.6.1设计目的178 `)`
n(B
6.6.2设计任务及要求178 M%Ji0 v38
6.6.3设计原理概述178 @$l G@I,[
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 }#.L7SIJ<J
参考文献183 @*O Zx 9
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 uZ M{BgXXD
6.7.1设计目的183 ZZ k=E4aae
6.7.2设计任务及要求183 rQ k<90Ar
6.7.3设计原理概述183 *-MM< |Qt
6.7.4设计实现185 C3eR)Yh
参考文献187 e9 1aK
6.8基于MATLAB的激光束合成187 {/"2Vk<H8
6.8.1设计目的187 &f"-d
6.8.2设计任务及要求188 { D^{[I
6.8.3设计原理概述188 ^c<ucv6.
6.8.4设计实现188 ;-9=RI0
参考文献193 8C[C{qOJ
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 GK OD/,
6.9.1设计目的194 vtw6FX_B
6.9.2设计任务及要求194 Rec6c&5_
6.9.3设计原理概述194 [baiH|5>
6.9.4设计实现197 |?rNy=P,
参考文献200 W{%TlN
6.10基于MATLAB的人脸识别200 {)"iiJ
6.10.1设计目的200 /s?r`' j[
6.10.2设计任务及具体要求201 Ey_" ~OB
6.10.3基本原理概述201 g}f`,r9
6.10.4设计方案及验证201 ) 0ea+ ib
6.10.5结论208 &S( .GdEf
参考文献208
