《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。 sqMNo n`5
《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 'd*TBnk
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。 K~fDv i
4N%2w(,+8
第一部分 语言篇 h0S y'] 3m
第1章MATLAB语言概述3 zBr Wm_R5T
1.1MATLAB简介3 Wf+Cc?/4
1.1.1MATLAB的发展历程3 ZmR[5 mv@
1.1.2MATLAB的主要特点3 rSc,\upz
1.2MATLAB的系统组成4 {Vt^Xc
1.2.1MATLAB开发环境4 N('S2yfDR
1.2.2MATLAB数学函数库5 RT_Pd\(qD
1.2.3MATLAB语言5 "0!eb3n
1.2.4MATLAB图形处理系统5 hK9t}NE.O
1.2.5MATLAB程序接口5 Xdp`Z' g
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 qMW%$L\HA
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 8g2-8pa{
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 6\S$I5
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 !lt\2Ae
1.4.1菜单和工具栏9 r-\T}e2Gz
1.4.2命令行窗口10 FRJ:y m=E
1.4.3工作区11 X'3`Q S:!
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 'nj&}A'
1.5.1帮助窗口11 kVG6\<c]
1.5.2帮助命令12 B 1i!te}*
1.5.3演示系统（Demos）13 Mh-*5Rx
1.5.4帮助系统导航浏览器13 LK-K_!F
1.5.5远程帮助系统14 X~Rk ,d3
1.6MATLAB的基本操作命令14 nV,{w4t+
1.6.1通用命令和编辑键14 G,mH!lSm,
1.6.2文件管理15 |<+|Du1
1.7MATLAB使用初步16 w Ycz\uV
习题16 0 z'={6,
第2章MATLAB的基本语法17 {eD>E(Y@z1
2.1数据类型17 @y~BYiKs
2.1.1数值类型17 G~iYF(:&
2.1.2字符串17 >I8hFtAM
2.1.3逻辑类型19
`Hp.%G(
2.1.4元胞数组20 P20]>Hg
2.1.5构架数组21 %\z COfN
2.1.6函数句柄（function）21 ^1FZ`2u;
2.2变量22 (k)gZD9~{?
2.2.1变量命名的规则22 coP$7Q .
2.2.2变量的赋值22 g ]PL W3
2.2.3MATLAB变量的显示23 $M3A+6["H
2.2.4MATLAB变量的存取24 w]5f3CIm
2.3数组及向量运算24 39a]B`y
2.3.1数组和向量的创建24 by:xD2 5
2.3.2数组的寻址27 R82Zr@_
2.3.3数组的运算27 :+dWJNY:
2.3.4向量运算29 3PR7g
2.4矩阵及其运算30 w2C!>fJ]1
2.4.1矩阵的创建30 z1@sEfk>
2.4.2矩阵的运算31 PuoJw~^h
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ZX5A%` <M
2.5多项式及其运算34 }AH|~3|D
2.5.1多项式的构造34 (!&O4C5
2.5.2多项式的运算34 a ~iEps
2.5.3多项式拟合36 [ sO<6?LY
2.6符号运算37 l<MCmKuYp
2.6.1基本符号对象37 d(B;vL@R2V
2.6.2符号表达式38 ?[4khQt
2.6.3符号表达式的运算38 !)*T
2.6.4常用的符号运算39 o)' =D(
2.7MATLAB绘图40 o?
xR[N-J
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 kc(b;E A
2.7.2二维绘图41 .2 SIU4[P
2.7.3图形修饰43 zvs 2j"lb
2.7.4三维绘图46 Y;5^w =V
2.7.5特殊图形48 @j8L{ FGnN
2.7.6四维图形50 Z
a
y'/b
2.8MATLAB程序设计51 Lzx(!<v
2.8.1M文件编辑器51 /z- C
:k\
2.8.2命令文件53 WxP4{T* <
2.8.3函数文件53 w.F3o4YP
2.8.4M文件的规则54 (pxz#B4
2.8.5全局变量与局部变量54 1sJJ"dC.w
2.8.6程序流控制55 f'yd {ihFp
2.8.7程序设计举例58 ~)CU m[:oM
2.8.8程序设计的基本原则60 zm S-s\$,
习题60 I$qtf Gr
参考文献62 1Y0oo jD
?*5l}y=
第二部分 应用篇 ez9M]! 8Lt
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 F^v { Jqc
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 KUn5S&eB
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 Vm8 _
!$F
3.1.2电矢量垂直入射面66 op{(mn
3.1.3菲涅耳公式66 l|QFNW[i
3.2光的干涉68 L= Jk"qWV0
3.2.1波的叠加原理68 Y G+ Yb{^"
3.2.2光波的干涉71 \Nn%*? f
3.2.3杨氏干涉实验71 (Jr;:[4XC
3.2.4牛顿环74 =]k_Oq- 1h
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ?\$/#zak
3.3光的衍射79 ^?0,G>I%-
3.3.1光的衍射现象79 [GT1,(}.
Z
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 mZ&Mj.0+~
3.3.3光栅衍射83 ]6 7wk
3.4光的偏振84 83(P_Y:
3.4.1光波的偏振态84 DL Q`<aU
3.4.2光波的偏振态的仿真85 n>+W]I&E
3.5平行光束通过透镜聚焦87 -Af`AX
3.5.1平凸透镜光线追迹87 v2 z/|sG
参考文献90 -~aEqj#?
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 <NsT[r ~C
4.1信息光学函数91 iiFKt(
4.1.1矩形函数91 ,Yt&PE
4.1.2阶跃函数93 r ?> Hg+
4.1.3符号函数94 *==nOO9G
4.1.4sinc函数94 }Q(I& uz
4.1.5高斯函数95 #gT^hl5/
4.2傅里叶变换97 F!t13%yeu?
4.3卷积定理99 ^0~1/ PhOw
4.4傅里叶透镜的仿真101 a5S/
O;ry
4.5计算全息103 /Bu5k BC
4.5.1全息透镜103 8jx1W9=`9[
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 vw
2@}#\:
参考文献107 / T( ~T
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 ^%@.Vvz<
5.1图像及数字图像简介108 \kO_"{7n
5.1.1索引图像108 a r}759
5.1.2RGB图像109 pLcng[
5.1.3二值图像109 KO "iauW
5.1.4灰度图像109 SSC !BcC1
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Kf5 p* AI
5.2.1图像的读取110 d)sl)qt}0
5.2.2图像的显示110 VX%\_@
5.2.3图像的输出112 sVnu Sm
5.2.4添加颜色条112 E6)mBAE
5.3图像类型的转化113 nClU 5
5.3.1dither函数113 +rX,Sl`/
5.3.2gray2ind函数114 %;J`dM
5.3.3im2bw函数115 I@+<[n2
5.3.4rgb2gray函数116 Y{ @[)M{<
5.3.5rgb2ind函数116 L
*@>/N
5.4图像的代数操作117 ; zG|llX
5.4.1图像的相加117 GTvb^+6
5.4.2图像的相减119 B9-=.2.WU
5.4.3图像的相乘121 +[DVD
5.4.4图像的相除121 R [t[M}q
5.5图像的对比度增强123 \ed(<e>
5.5.1线性变换123 lEs/_f3;A
5.5.2非线性变换123 XrF9*>ti?
5.6图像的锐化124 df\>-Hl
5.6.1边界提取和锐化124 LlqhZetS
5.6.2锐化滤波器125 DdgFBO
5.7图像的边缘检测127 Q4*cL5j
5.7.1边缘检测算子127 UW3F)
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 )]R8
$S
5.8基于灰度的图像分割131 {BU,kjv1g
5.9图像的膨胀与腐蚀134 DK1)9<
5.9.1膨胀和腐蚀134 ~K`bl W47
5.9.2结构元素134 us+adS.l&
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ,-Gw#!0
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ^g\%VIOD
参考文献136 HC+R :Dz
'l;|t"R12
第三部分 实例篇 uy~j$ lrn
第6章课程设计综合实例139 v/d cb%
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 oJy/PR 3
6.1.1设计目的139 <s >SnOD
6.1.2设计任务及具体要求139 CqV
\:50g
6.1.3基本原理概述139 zx*f* L,6F
6.1.4设计方案及验证140 }Of^Y@{q.
参考文献148 k6\c^%x
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 40XI\yE_?
6.2.1设计目的148 3*<W`yed
6.2.2设计任务及要求148 =Ju}{ bX
6.2.3设计原理概述149 XJ+sm^`vOf
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 teb(\% ,
参考文献154
8:MYeE5
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 o~B=[
6.3.1设计目的154 /~:ztv\$M"
6.3.2设计任务及要求155 c 9@*
6.3.3设计原理概述155 wSDDejg
6.3.4MATLAB仿真实现155 _U %B1s3y
参考文献160 !O*n6}nPE
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 QB3AL; 7
6.4.1设计目的161 aUV>O`|_
6.4.2设计任务及要求161 ORNE>6J
H
6.4.3设计原理概述161 r|+Zni]
6.4.4设计实现163 Bb)J8,LQ
参考文献169 _4+1c5Q!
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 [B
Al
6.5.1设计目的169 V#gXchH[L
6.5.2设计任务及要求169 :([,vO:
6.5.3设计原理概述169 iVRz
6.5.4设计实现171 \c)XN< HH
参考文献178 |d$aIS O`
6.6基于MATLAB的相关识别178 vs +N{ V
6.6.1设计目的178 hwJ.M4
6.6.2设计任务及要求178 M6>l%[
6.6.3设计原理概述178
2B#WWb
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 -kO=pY P*O
参考文献183 4'M#m|V
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 HhO $`YZ%>
6.7.1设计目的183 [0 $Y@ek[
6.7.2设计任务及要求183 n~LR=o
6.7.3设计原理概述183 -Ac^#/[ 0
6.7.4设计实现185 H={,zZ11{
参考文献187 q:( K^
6.8基于MATLAB的激光束合成187 iZ UBw
6.8.1设计目的187 f'
e KX7R
6.8.2设计任务及要求188 D~<GVp5T
6.8.3设计原理概述188 E_?
M&
6.8.4设计实现188 DE[y&]/C{
参考文献193 >z2 {D 7
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 |R4](
6.9.1设计目的194 Z7 @#0;g{
6.9.2设计任务及要求194 tU(6%zvR
6.9.3设计原理概述194 D4G{= Y}G
6.9.4设计实现197 m$kmoY/
参考文献200 +CACs7tV
6.10基于MATLAB的人脸识别200 JO$0Z
6.10.1设计目的200 >U1 7BGJ.
6.10.2设计任务及具体要求201 |D \ ukml
6.10.3基本原理概述201 wZ\0<skU
6.10.4设计方案及验证201 ?h5Y^}8 Qg
6.10.5结论208 `bi5 #xR
参考文献208
