《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。 ^7>~y(
《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。 PdVY tK%
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。 LkHH7Pd@
ylos6]zS8
第一部分 语言篇 v $@1q9 5J
第1章MATLAB语言概述3 fk15O_#3
1.1MATLAB简介3 D"$ 97
1.1.1MATLAB的发展历程3 c/.s`hz
1.1.2MATLAB的主要特点3 XBX`L"0
1.2MATLAB的系统组成4 4/{ pz$
1.2.1MATLAB开发环境4 lE%KzX?&
1.2.2MATLAB数学函数库5 Ch l^LEN:
1.2.3MATLAB语言5 13 L&f \b
1.2.4MATLAB图形处理系统5 wKdWE`|y
1.2.5MATLAB程序接口5 ~pH!.|k-&
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 \kV|S=~@
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 ,)U%6=o#}
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 U.Vn|s(`z
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 +MHIZI
1.4.1菜单和工具栏9 wvisu\V
1.4.2命令行窗口10 "D>/#cY1/
1.4.3工作区11 e u)""l
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 dpc hZ{
1.5.1帮助窗口11 )$1j"mV
1.5.2帮助命令12 j0oto6z~b
1.5.3演示系统（Demos）13 +68 age;dM
1.5.4帮助系统导航浏览器13 R f)|p;
1.5.5远程帮助系统14 ^PE|BCs
1.6MATLAB的基本操作命令14 Tt{X(I} J
1.6.1通用命令和编辑键14 7g Ou| t
1.6.2文件管理15 `K@N\VM
1.7MATLAB使用初步16 ]qZj@0#7n
习题16 IC"ktv bHz
第2章MATLAB的基本语法17 M`Wk@t6>
2.1数据类型17 -#;ZZ \fdj
2.1.1数值类型17 _I EbRVpb
2.1.2字符串17 ?Qd`Vlp7
2.1.3逻辑类型19 7Q'u>o
2.1.4元胞数组20 3&E@#I^] ,
2.1.5构架数组21 hN0h'JJ[7
2.1.6函数句柄（function）21 v; ewMiK@E
2.2变量22 nfZe"|d
2.2.1变量命名的规则22 b^<7a&
2.2.2变量的赋值22 +-TEB
2.2.3MATLAB变量的显示23 H_S"4I SS_
2.2.4MATLAB变量的存取24 -;6uN\gq
2.3数组及向量运算24 K&{ _s
2.3.1数组和向量的创建24 $L|+Z>x
2.3.2数组的寻址27 j C:D>
2.3.3数组的运算27 BIN HCZ
2.3.4向量运算29 OU/3U(%n]e
2.4矩阵及其运算30 +3AX1o%p,#
2.4.1矩阵的创建30 Jb9 @U /<\
2.4.2矩阵的运算31 wNl6a9#
2.4.3矩阵的常用函数运算33 =],c$)
2.5多项式及其运算34 ]C+P J:CC
2.5.1多项式的构造34 I5[@C<b
2.5.2多项式的运算34 &\5bo=5V
2.5.3多项式拟合36 FncP,F$8
2.6符号运算37 j5n"LC+oz
2.6.1基本符号对象37 {Z!t:'x8
2.6.2符号表达式38 #/9Y}2G|]
2.6.3符号表达式的运算38 <jFov`^
2.6.4常用的符号运算39 ['>r tV
2.7MATLAB绘图40 A=ez,87
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 1W0[|Hf2v*
2.7.2二维绘图41 z muR n4Nv
2.7.3图形修饰43 1S +T:n
2.7.4三维绘图46
\%]lsml
2.7.5特殊图形48 N5#j}tT
2.7.6四维图形50 I:al[V2g
2.8MATLAB程序设计51 X?u=R)uG
2.8.1M文件编辑器51 *>EV4Hl
2.8.2命令文件53 =SW <Vhtb
2.8.3函数文件53 i 8cmT+}>
2.8.4M文件的规则54 $%&OaAg
2.8.5全局变量与局部变量54 HpeU'0u0VK
2.8.6程序流控制55 %/nDG 9l
2.8.7程序设计举例58 |y j0Rv
2.8.8程序设计的基本原则60 ~EQ#
%db
习题60 zw5Ol%JF
参考文献62 4 8; b
[z_z tK1
第二部分 应用篇 M0vX9 ;J
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 u]9 #d^%V
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 ,N_V(Cx5pt
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 X
g7xy>{]
3.1.2电矢量垂直入射面66 zrE{CdG%y
3.1.3菲涅耳公式66 _D+J3d(Pjk
3.2光的干涉68 x=\W TC
3.2.1波的叠加原理68 _ x$Eq:
i
3.2.2光波的干涉71 Mbly-l{|
3.2.3杨氏干涉实验71 ? vik2RW
3.2.4牛顿环74 ,k@i Nid
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 BP&] t1p
3.3光的衍射79 DbR!s1ux
3.3.1光的衍射现象79 UH(w, R`
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 RA+M.
3.3.3光栅衍射83 gHXvmR"
3.4光的偏振84 BOdl z#&s
3.4.1光波的偏振态84 Hy'EbQ
3.4.2光波的偏振态的仿真85 cs: ?Wq ^
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Az?^4 1r8
3.5.1平凸透镜光线追迹87 "N,@J-]/k
参考文献90 Nd;pkssd
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 jQfnc:'
4.1信息光学函数91 )T
slI
4.1.1矩形函数91 KNF{NFk
4.1.2阶跃函数93 =
~*Vfx
4.1.3符号函数94 p~(STHDe#
4.1.4sinc函数94 i K5[P
4.1.5高斯函数95 S,Qa\\~z
4.2傅里叶变换97 OSJj^Y)W|
4.3卷积定理99 X
VH( zJ
4.4傅里叶透镜的仿真101 qckRX+P`
4.5计算全息103 ME5M;bz(
4.5.1全息透镜103 79jnYjk
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 Efpj u(
参考文献107 BryD?/}P)M
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 |@'K]$vZ*
5.1图像及数字图像简介108 I34
1s0
5.1.1索引图像108 ), %@X
5.1.2RGB图像109 ! bwy/A
5.1.3二值图像109 XZTH[#MqeI
5.1.4灰度图像109 \ 2Q #'
5.2数字图像的读取、显示及输出110 >V%.=})K
5.2.1图像的读取110 G]Im.x3O-
5.2.2图像的显示110 cwHbm%
5.2.3图像的输出112 (@* %moo
5.2.4添加颜色条112 zf\ $T,t)
5.3图像类型的转化113 e?GzvM'2
5.3.1dither函数113 ! b X
5.3.2gray2ind函数114 #,"[sag
5.3.3im2bw函数115 3n_t^=
5.3.4rgb2gray函数116 w H`GzB"
5.3.5rgb2ind函数116 ],zp~yVU&
5.4图像的代数操作117 szOa yAS
5.4.1图像的相加117 :o:/RR p[
5.4.2图像的相减119 vNm4xa%
5.4.3图像的相乘121 3]&le[.
5.4.4图像的相除121 F}B2nL&
5.5图像的对比度增强123 Q :ql~ qew
5.5.1线性变换123 W:8{} Iu<
5.5.2非线性变换123 M pz9}[`3g
5.6图像的锐化124 b>}
)G7b}
5.6.1边界提取和锐化124 NR^3
1&}It
5.6.2锐化滤波器125 ')WS :\J
5.7图像的边缘检测127 #=F{G4d)!=
5.7.1边缘检测算子127 ' 1dhdm8
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 lI9|"^n7F
5.8基于灰度的图像分割131 BY$L[U;@T
5.9图像的膨胀与腐蚀134 y8v0> V0)
5.9.1膨胀和腐蚀134 R0GD9
5.9.2结构元素134 b:
I0Zv6
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 P;IM -]
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 !H9zd\wc
参考文献136 !Okl3
!fC
_( QW2m?K
第三部分 实例篇 &5%~Qw..
第6章课程设计综合实例139 {Bpu-R&T
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 EgOiJH
6.1.1设计目的139 =< P$mFP2*
6.1.2设计任务及具体要求139 *4Z! 5iOs
6.1.3基本原理概述139 :p $Q3
6.1.4设计方案及验证140 _|CO nm
参考文献148 w )> /fG|;
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148
"'Q~&B;@
6.2.1设计目的148 8'Q&F W3"
6.2.2设计任务及要求148 Zo Ra^o
6.2.3设计原理概述149 8;3I:z&muQ
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 @A-E
参考文献154 B2)5Z]
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 rFW,x_*_vP
6.3.1设计目的154 WvcPOt8Bp>
6.3.2设计任务及要求155 d @b ]/
6.3.3设计原理概述155 H 9?txNea
6.3.4MATLAB仿真实现155 78IY&q:v&0
参考文献160 hdbm8C3
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 | tFg9RT
6.4.1设计目的161 xr^fP~V|)0
6.4.2设计任务及要求161 "Q[?W( SA
6.4.3设计原理概述161 T7 (U6yN
6.4.4设计实现163 W ;F=7[h
参考文献169 ;a(7%
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 {t('`z
6.5.1设计目的169 "OrF81
6.5.2设计任务及要求169 5RKs 2 eV
6.5.3设计原理概述169 VH~ZDZ1P
6.5.4设计实现171 ?+byRoY>&g
参考文献178 v; s^j
6.6基于MATLAB的相关识别178 EB
p(^r j
6.6.1设计目的178 H<l0]-S{
6.6.2设计任务及要求178 K6nNrd}p:
6.6.3设计原理概述178 h- %RSei5
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 |u[@g`Z
参考文献183 6+SaO
!lR
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 GP=bp _L
6.7.1设计目的183 8~iggwZ~h"
6.7.2设计任务及要求183 rpL]5e!
6.7.3设计原理概述183
\Bl`;uXb
6.7.4设计实现185 0E^S!A 7
参考文献187 oLt%i:, A
6.8基于MATLAB的激光束合成187 V"A* B
6.8.1设计目的187 2'}/aL|G
6.8.2设计任务及要求188 fLuOxYQb f
6.8.3设计原理概述188 Htce< H-P
6.8.4设计实现188 .R&jRtb/ E
参考文献193 2-rfFqpe
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 q =26($
6.9.1设计目的194 ezhK[/E=
6.9.2设计任务及要求194 :MF+`RpL
6.9.3设计原理概述194 BHS8MV L@
6.9.4设计实现197 GOX2'N\h^
参考文献200 5&}p'6*K
6.10基于MATLAB的人脸识别200 }`_x%]EJ
6.10.1设计目的200 GAlM:>
6.10.2设计任务及具体要求201 -'j|U[&N\
6.10.3基本原理概述201 G=m18Bv{
6.10.4设计方案及验证201 KK /siG~O
6.10.5结论208 LC0g" {M
参考文献208
