《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\rp)[> '
《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。 97Vt n4N3
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。 0GwR~Z}Z
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第一部分 语言篇 KI .unP%
第1章MATLAB语言概述3 0GL M(JmK
1.1MATLAB简介3 iZmcI;?u
1.1.1MATLAB的发展历程3 >P(.:_ ^p
1.1.2MATLAB的主要特点3 mFeP9MfJ
1.2MATLAB的系统组成4 y_)FA"IkE
1.2.1MATLAB开发环境4 kJU2C=m@e2
1.2.2MATLAB数学函数库5 P}iE+Z 3
1.2.3MATLAB语言5 R2NZ{"h
1.2.4MATLAB图形处理系统5 sO Y:e/_F
1.2.5MATLAB程序接口5 Iu{V ,U
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 @ Qe0! (_=
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 pH ;%ELZ
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 DU^loB+
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 ceA9) {
1.4.1菜单和工具栏9 SbZ6t$"
1.4.2命令行窗口10 u*R_\ *j@
1.4.3工作区11 \8tsDG(1 '
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ]~-r} `]
1.5.1帮助窗口11 !D6]JPX
1.5.2帮助命令12 "@kaHIf[
1.5.3演示系统（Demos）13 hTkyz
la
1.5.4帮助系统导航浏览器13 x-c"%Z|
1.5.5远程帮助系统14 WIOV2 +
1.6MATLAB的基本操作命令14 _F{C\}
1.6.1通用命令和编辑键14 reVgqYp{{-
1.6.2文件管理15 CTK;dM'uQ
1.7MATLAB使用初步16 k)u[0}
习题16 sLFl!jX
第2章MATLAB的基本语法17 Ac6=(B
2.1数据类型17 & kIFcd@
2.1.1数值类型17 1M-pr 8:6s
2.1.2字符串17 9uY'E'm*
2.1.3逻辑类型19 9 Flb|G%
2.1.4元胞数组20 DI vHvFss
2.1.5构架数组21 a.'*G6~Qgw
2.1.6函数句柄（function）21 )0MB9RMk1
2.2变量22 0x7'^Z>-oe
2.2.1变量命名的规则22 3T
9j@N77
2.2.2变量的赋值22 TC. ,V_
2.2.3MATLAB变量的显示23 R]dg_Da
2.2.4MATLAB变量的存取24 ex|F|0k4}
2.3数组及向量运算24 Cw%{G'O
2.3.1数组和向量的创建24 fM}#ON>Z
2.3.2数组的寻址27 ?"FbsMk.d
2.3.3数组的运算27 .hiS w
2.3.4向量运算29 tkhCw/
2.4矩阵及其运算30 5f /`Q
2.4.1矩阵的创建30 e )ZUO_Q$
2.4.2矩阵的运算31 +(*DT9s+
2.4.3矩阵的常用函数运算33 a?.=V
2.5多项式及其运算34 _wcNgFx
2.5.1多项式的构造34 H]!"Zq k
2.5.2多项式的运算34 &zhAh1m
2.5.3多项式拟合36 Jwp7gYZ
2.6符号运算37 !BI;C(,RL
2.6.1基本符号对象37 tgaO!{9I?
2.6.2符号表达式38 Q&&@v4L
2.6.3符号表达式的运算38 WHI`/FM
2.6.4常用的符号运算39 "L1 Zi.)
2.7MATLAB绘图40 z2c6T.1M
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 "3hMq1NQ`g
2.7.2二维绘图41 ;=@0'xPEa-
2.7.3图形修饰43 ddo#P%sH '
2.7.4三维绘图46 BHw, 4#F1;
2.7.5特殊图形48 eQ"E
2.7.6四维图形50 SaCh
7 ^
2.8MATLAB程序设计51 a T<q=DO
2.8.1M文件编辑器51 M;NX:mX9
2.8.2命令文件53 U&xUfBDt
2.8.3函数文件53 yN c2@
2.8.4M文件的规则54 $N\Ja*g
2.8.5全局变量与局部变量54 .2pK.$.
2.8.6程序流控制55 7 |D +Ihy;
2.8.7程序设计举例58 -+5 >|N#
2.8.8程序设计的基本原则60 s(^mZ
-i
习题60 j4b4!^fV
参考文献62 &R siVBA
V:27)]q
第二部分 应用篇 Ug`djIL
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 Wf<L R3
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 *dF >_ F
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 qNr }
\J|
3.1.2电矢量垂直入射面66 a> )f=uS
3.1.3菲涅耳公式66 kl,3IKHa
3.2光的干涉68 6Iw\c
3.2.1波的叠加原理68 ~4"dweu?
3.2.2光波的干涉71 bi:8(Q$w:`
3.2.3杨氏干涉实验71 fQ98(+ 6
3.2.4牛顿环74 -F92 -jBM4
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 5coZ|O&f8
3.3光的衍射79 f X)# =c|5
3.3.1光的衍射现象79 '2O \_Uz
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 vI]N^ j2%
3.3.3光栅衍射83 I0a<%;JJW
3.4光的偏振84 T>GM%^h,7-
3.4.1光波的偏振态84 c(%|: P^
3.4.2光波的偏振态的仿真85 X jX2]
3.5平行光束通过透镜聚焦87 qCO/?kW
3.5.1平凸透镜光线追迹87 -^57oU
参考文献90 bF(f*u
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ASfaX:ke
4.1信息光学函数91 4&f3%eTi
4.1.1矩形函数91 G9 :l'\
4.1.2阶跃函数93 $kKjgQ S(
4.1.3符号函数94 R$Q.sE
4.1.4sinc函数94 )ANmIwmC#
4.1.5高斯函数95 gO^gxJ '0t
4.2傅里叶变换97 @K]|K]cby
4.3卷积定理99 }T$p)"
4.4傅里叶透镜的仿真101 "vslZ`RU
4.5计算全息103 : c[L3rJl
4.5.1全息透镜103 U ? =Dg1
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 rD>f|kA?L
参考文献107 hzRYec(
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 \15nS B
5.1图像及数字图像简介108 YF:L)0H'O
5.1.1索引图像108 c=+!>Z&i$G
5.1.2RGB图像109 ^VACf|0
5.1.3二值图像109 rt| 7h>RQ
5.1.4灰度图像109 F/A|(AH'
5.2数字图像的读取、显示及输出110 veRm2 LSP
5.2.1图像的读取110 l (%1jC8
5.2.2图像的显示110 3 t6 LT
5.2.3图像的输出112 F: l%O#V
5.2.4添加颜色条112 M xG W(p
5.3图像类型的转化113 +H
Usz ?
5.3.1dither函数113 Y#3c }qb
5.3.2gray2ind函数114 pBPl6%C.X-
5.3.3im2bw函数115 +KEWP\r
5.3.4rgb2gray函数116 2dzrRH
5.3.5rgb2ind函数116 /OJ`c`>Q:
5.4图像的代数操作117 nQ L@hc
5.4.1图像的相加117 D ) 'bH5
5.4.2图像的相减119 -)/$M(Pu"
5.4.3图像的相乘121 {u9}b x'<
5.4.4图像的相除121 y|q 3Wa
5.5图像的对比度增强123 =kqt
5.5.1线性变换123 kM@zyDn,
5.5.2非线性变换123 Fr$5RAyg
5.6图像的锐化124 _Y[bMuUb=
5.6.1边界提取和锐化124 v A.MRu#
5.6.2锐化滤波器125 v I)LB )Q
5.7图像的边缘检测127 /^|Dbx!u
5.7.1边缘检测算子127 Z*2 Vpnqh\
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 =6#Eh=7N
5.8基于灰度的图像分割131 2,P^n4~A?w
5.9图像的膨胀与腐蚀134 =4!e&o
5.9.1膨胀和腐蚀134 N{~Y J$!8
5.9.2结构元素134 7fX<511(
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 vFK<J Sk!
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 14'45
参考文献136 wsVV$I[2
mo#04;VF
第三部分 实例篇 HgkC~'
第6章课程设计综合实例139 ,<p}o\6
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 0k(a VkZ I
6.1.1设计目的139 }Ys >(w
6.1.2设计任务及具体要求139 iRi-cQVy
6.1.3基本原理概述139 SN!? }<|U
6.1.4设计方案及验证140 5-xX8-ElYz
参考文献148 k,F6Tx
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 t 3Y:}%M
6.2.1设计目的148 :Qf '2.h)
6.2.2设计任务及要求148 9,'ncw$/C
6.2.3设计原理概述149 X/M4!L}\
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 'anG:=
参考文献154 Sa`Xf\
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ?#YE`]
6.3.1设计目的154 3 gj+%%!G\
6.3.2设计任务及要求155 e,XYVWY%
6.3.3设计原理概述155 +V^;.P</
6.3.4MATLAB仿真实现155 h.s+)fl\
参考文献160 :'&brp3ii=
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 _aMPa+D=P
6.4.1设计目的161 B i<Q=x'Z;
6.4.2设计任务及要求161 r s?R: +
6.4.3设计原理概述161 y[_Q-
6.4.4设计实现163 '1)$'
参考文献169 \qK &q
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 SrK<fAkx
6.5.1设计目的169 -n<pPau2
6.5.2设计任务及要求169 eS m Lf*\G
6.5.3设计原理概述169 m& ?r%x
6.5.4设计实现171 qXtC^n@x
参考文献178 x6ARz H\
6.6基于MATLAB的相关识别178 cX OK)g#
6.6.1设计目的178 !V g`
6.6.2设计任务及要求178 )$bS }.
6.6.3设计原理概述178 tlp@?(u
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 3 +fp2
参考文献183 PJrtM AcKq
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 g5 QZ0Qkj
6.7.1设计目的183 w+E,INd i
6.7.2设计任务及要求183 nl,uuc*;
6.7.3设计原理概述183 fG(SNNl+D
6.7.4设计实现185 -FQ 'agf@&
参考文献187 V0XvJ
6.8基于MATLAB的激光束合成187 \:ak ''
6.8.1设计目的187 Nf "r4%M<6
6.8.2设计任务及要求188 {"QNJq#:
6.8.3设计原理概述188 8j % Tf;
6.8.4设计实现188 ;^I*J:]
参考文献193 Ab"@7 14@
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 K]" #C
6.9.1设计目的194 MsGM5(r:b
6.9.2设计任务及要求194
|CZ@te)>
6.9.3设计原理概述194 H_X [t* 2
6.9.4设计实现197 zZ323pq
参考文献200 2M'[ ,Xe
6.10基于MATLAB的人脸识别200 ApV~( k)W
6.10.1设计目的200 4'A!; ]:
6.10.2设计任务及具体要求201 iv;Is[<o
6.10.3基本原理概述201 scou% K
6.10.4设计方案及验证201 :G2k5xD/E
6.10.5结论208 a^zibPG
参考文献208
