《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。 E,shTh%&~
《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。 G~a;q+7v'$
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。 s) u{A
>*,Zc
第一部分 语言篇 [WXtR
第1章MATLAB语言概述3 k )Z?
1.1MATLAB简介3 Xp1xhb*^
1.1.1MATLAB的发展历程3 g~h`wv '
1.1.2MATLAB的主要特点3 ]x:>~0/L
1.2MATLAB的系统组成4 }C"EkT!F
1.2.1MATLAB开发环境4 u]@``Zb|
1.2.2MATLAB数学函数库5 G'MYTq
1.2.3MATLAB语言5 A;1<P5lo
1.2.4MATLAB图形处理系统5 (NOAHV0H
1.2.5MATLAB程序接口5 r-^Ju6w{
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 {G&K_~Vj
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 z(g 4D!
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 Ec8Y}C,{7<
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 37?%xQ!
1.4.1菜单和工具栏9 P-K\)65{Y
1.4.2命令行窗口10 FgE6j;
1.4.3工作区11 ,8;;#XR3
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ,@ R~y
1.5.1帮助窗口11 ? =_l=dR
1.5.2帮助命令12 (:,N?bg
1.5.3演示系统（Demos）13 L q'*B9
1.5.4帮助系统导航浏览器13 qeQTW@6
F
1.5.5远程帮助系统14 .Z xSJ"Rk
1.6MATLAB的基本操作命令14 #?}k0Y
1.6.1通用命令和编辑键14 ']u w,b
1.6.2文件管理15 7F 4$k4r<
1.7MATLAB使用初步16 $ Etf'.
习题16 0 h^upB#p
第2章MATLAB的基本语法17 U;i:k%Bzy
2.1数据类型17 t# &^ -;
2.1.1数值类型17 %.pX!jL
2.1.2字符串17 9j49#wG0"B
2.1.3逻辑类型19 wHWd~K_q
2.1.4元胞数组20 2fO ~%!.G
2.1.5构架数组21 L= Dd`
2.1.6函数句柄（function）21 Q pz01x
2.2变量22 Rde#=>@V
2.2.1变量命名的规则22 /jC0[%~jV
2.2.2变量的赋值22 1'"o; a]k/
2.2.3MATLAB变量的显示23 !a[
v o US
2.2.4MATLAB变量的存取24 N12K*P[!
2.3数组及向量运算24 Q6_!I42Y`
2.3.1数组和向量的创建24 AVOqW0Z+y
2.3.2数组的寻址27 `dMOBYV
2.3.3数组的运算27 .Ig `v
2.3.4向量运算29 YMIDV-
2.4矩阵及其运算30 F04`MY"
2.4.1矩阵的创建30 ) Y\} ,O
2.4.2矩阵的运算31 Dgc[ WsCEW
2.4.3矩阵的常用函数运算33 JZ D27[b
2.5多项式及其运算34 $T^O3 8$
2.5.1多项式的构造34 %~4R)bsJ'
2.5.2多项式的运算34 +"?K00*(
2.5.3多项式拟合36 5G_ *T
2.6符号运算37 -[~{c]/ c
2.6.1基本符号对象37 A*n '"+_
2.6.2符号表达式38 4_&$isq
2.6.3符号表达式的运算38 pb{'t2kk
2.6.4常用的符号运算39 bG^E]a/D
2.7MATLAB绘图40 r@e_cD]
M
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 G( nT.\
2.7.2二维绘图41 x|U]x
2.7.3图形修饰43 g/lv>*+gS
2.7.4三维绘图46 BpDf4)|
2.7.5特殊图形48 :?RooJ~#
2.7.6四维图形50 &Km?( %?
2.8MATLAB程序设计51 PP [{ c
2.8.1M文件编辑器51 #| A
@
2.8.2命令文件53 3+{hO@ O
2.8.3函数文件53 >H ic
tH
2.8.4M文件的规则54 ro}plK(<WQ
2.8.5全局变量与局部变量54 UQPd@IVu6
2.8.6程序流控制55 QP7EP aW
2.8.7程序设计举例58 UI<'T3b
2.8.8程序设计的基本原则60 o8KlY? hX
习题60 )UI T'*ow
参考文献62 +{]/
b%P
'#4ya=Ww
第二部分 应用篇 VMad ]bEf
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 &hB~Z(zS!
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 X~ P0Q
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 |I^\|5
3.1.2电矢量垂直入射面66 dB<BEe\$g.
3.1.3菲涅耳公式66 n 4>
3.2光的干涉68 {Ylj]
3.2.1波的叠加原理68 M q [;:
3.2.2光波的干涉71 =XQ3sk6U
3.2.3杨氏干涉实验71 wx}\0(]Gl
3.2.4牛顿环74 , j'=sDl
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 uE VRk9nb
3.3光的衍射79 q0`Vw%
3.3.1光的衍射现象79 mX z-#Go (
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 .#5<ZAh/?
3.3.3光栅衍射83 qk ~QcVg
3.4光的偏振84 +z>*m`}F
3.4.1光波的偏振态84 |ng[s6uf
3.4.2光波的偏振态的仿真85 EK@yzJ %
3.5平行光束通过透镜聚焦87 lr +Kwve
3.5.1平凸透镜光线追迹87 gSZ NsiH
参考文献90 Q7"KgqpQ3
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 Tx/
4.1信息光学函数91 ]=WJ%p1l
4.1.1矩形函数91 3hO` GM
4.1.2阶跃函数93 @`wBe#+\
4.1.3符号函数94 z.e%AcX
4.1.4sinc函数94 +'uF3- +WY
4.1.5高斯函数95
PLFM[t/
4.2傅里叶变换97 N vJu)gI%
4.3卷积定理99 '[qG , ^f
4.4傅里叶透镜的仿真101 +]I;C
4.5计算全息103 ; )0vxcMB
4.5.1全息透镜103 X2dTV}~i
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 7R7g$
参考文献107 eU@yw1N
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 =b N[TD
5.1图像及数字图像简介108 o$d; Y2K
5.1.1索引图像108 wE%v[q[*X
5.1.2RGB图像109 )\`TZLR
5.1.3二值图像109 fR6ot#b
5.1.4灰度图像109 XLqS{r~?
5.2数字图像的读取、显示及输出110 f:Nfw+/q
5.2.1图像的读取110 aNn < NW
5.2.2图像的显示110 L9fhe,en
5.2.3图像的输出112 %C F(SK2w
5.2.4添加颜色条112 ]hF [f|V
5.3图像类型的转化113 *3S,XMS{O
5.3.1dither函数113 .g(yTA
5.3.2gray2ind函数114 k L*Q})
5.3.3im2bw函数115 p'KU!I }
5.3.4rgb2gray函数116 [Gh T.
5.3.5rgb2ind函数116 &:akom8
5.4图像的代数操作117 u \Fq\_
5.4.1图像的相加117 w gATfygr
5.4.2图像的相减119 %? X~,
5.4.3图像的相乘121 E|6X.Ny]
5.4.4图像的相除121 Y i7`iC
5.5图像的对比度增强123 =zqOkC
h$
5.5.1线性变换123 S Q>.P
5.5.2非线性变换123 E`LM L?
5.6图像的锐化124 swi |
5.6.1边界提取和锐化124 2~R"3c+^
5.6.2锐化滤波器125 d!G%n
*
5.7图像的边缘检测127 >W.Pg`'D
5.7.1边缘检测算子127 pL-p
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 fcnbPO0M
5.8基于灰度的图像分割131 72~)bu
5.9图像的膨胀与腐蚀134 w^G<]S {l
5.9.1膨胀和腐蚀134 }( op;7
5.9.2结构元素134
G!XizhE
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 'V 1QuSd
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ^YenS6`F
参考文献136 W $?1" F.
f*W<N06EZ
第三部分 实例篇 9Hl u%R
第6章课程设计综合实例139 ^Bm9y R
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 B`"-~4YAf
6.1.1设计目的139 j,EE`g&
6.1.2设计任务及具体要求139 [g&Q_+,j
6.1.3基本原理概述139 :V}8a!3h
6.1.4设计方案及验证140 sw{EV0&>m
参考文献148 c!{.BgGN
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 >9<h?F%S
6.2.1设计目的148 \&@Tq-o
6.2.2设计任务及要求148 [rqq *_eB
6.2.3设计原理概述149 ( zk'i13#6
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 <w j2:Z0
参考文献154 | = N8X
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 WQiEQ>6(t(
6.3.1设计目的154 A ;Z%-x
6.3.2设计任务及要求155 S U2`H7C*
6.3.3设计原理概述155 ;Jv)J3y
6.3.4MATLAB仿真实现155 ;\4}Hcg
参考文献160 CM9+h;Zm
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 LeQ2,/7l:
6.4.1设计目的161 +Nc|c j
6.4.2设计任务及要求161 <JF78MD\
6.4.3设计原理概述161 sl |S9Ix
6.4.4设计实现163 t8]u#bx"?
参考文献169 fm &l 0
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 1m}'Y@I
6.5.1设计目的169 "Q2[A]4E
6.5.2设计任务及要求169 6S"bW)O
6.5.3设计原理概述169 U
NQup;#h
6.5.4设计实现171 99 :`58G
参考文献178 5!tmG- 'b
6.6基于MATLAB的相关识别178 [RC|W%<Z>
6.6.1设计目的178 hLx*$Z>
6.6.2设计任务及要求178 3w!oJB
6.6.3设计原理概述178 tQo"$ JN}
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180
F_YZV)q!W
参考文献183 aH'^`] '_=
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 (Clf]\_II
6.7.1设计目的183 ~NU~jmT2
6.7.2设计任务及要求183 ax>en]rNP
6.7.3设计原理概述183 >[ lj8n
6.7.4设计实现185 ,_\h)R_
参考文献187 Di h~5
6.8基于MATLAB的激光束合成187 `1M_rG1/+
6.8.1设计目的187 3,N7 Nfe
6.8.2设计任务及要求188 V&h ,v%$
6.8.3设计原理概述188 Axj<e!{D
6.8.4设计实现188 C[gSiL
参考文献193 5> h2WL
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ' ["Y;/>
6.9.1设计目的194 5'+g'9
6.9.2设计任务及要求194 oDKgW?x
6.9.3设计原理概述194 mc!3FJ
6.9.4设计实现197 9Ki8 6
参考文献200 s_D7?o
6.10基于MATLAB的人脸识别200 <KHB/7
6.10.1设计目的200 6 u8`,& U
6.10.2设计任务及具体要求201 I0Wn?Qq=@
6.10.3基本原理概述201 ; h/Y9uYn
6.10.4设计方案及验证201 6\~m {@
6.10.5结论208 >6jy d{
参考文献208
