《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。 qC6@
《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。 \NTVg6>qN
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。 hx! :F"#
;;S9kNp^v
第一部分 语言篇 5[LDG/{Tys
第1章MATLAB语言概述3 '>cZ7:
1.1MATLAB简介3 > -,$
1.1.1MATLAB的发展历程3 +#L'g c
1.1.2MATLAB的主要特点3 U1Y0G[i)
1.2MATLAB的系统组成4 _Un*x5u2O
1.2.1MATLAB开发环境4 GXi)3I%
1.2.2MATLAB数学函数库5 ~p?D[]h
1.2.3MATLAB语言5 j^.|^q<Y
1.2.4MATLAB图形处理系统5 %/2OP &1<
1.2.5MATLAB程序接口5 O"}O~lZ[6T
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 :} -VLp4b
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 2y ID yo
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 5,|of {8
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 / hg)=p
1.4.1菜单和工具栏9 *4/KK
1.4.2命令行窗口10 ASB3|uy _
1.4.3工作区11 _
h/:r1
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 5?A<('2
1.5.1帮助窗口11 & Qe2
}e$
1.5.2帮助命令12 >9y!M'V
1.5.3演示系统（Demos）13 .qLX jU
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Ap~6Vu
1.5.5远程帮助系统14 l{QlJ>%~{;
1.6MATLAB的基本操作命令14 #y'p4Xf
1.6.1通用命令和编辑键14 0ybMI+*
1.6.2文件管理15 +7{8T{
1.7MATLAB使用初步16 jX .' G
习题16 _hgG F9
第2章MATLAB的基本语法17 JQ|*XU
2.1数据类型17 j$<g8Bg=o
2.1.1数值类型17 FE1'MUT_
2.1.2字符串17 =QIu3% &
2.1.3逻辑类型19 I+QM":2
2.1.4元胞数组20 w\M"9T
2.1.5构架数组21 [b3$em<^JV
2.1.6函数句柄（function）21 c_t 7<
2.2变量22 Tv `&
2.2.1变量命名的规则22 1)5/a5
2.2.2变量的赋值22 H
vHy {S4
2.2.3MATLAB变量的显示23 ~Rx`:kQ
2.2.4MATLAB变量的存取24 ~R\ $Z
2.3数组及向量运算24 \O]kf>nC
2.3.1数组和向量的创建24 - _~\d+>w
2.3.2数组的寻址27 J\FLIw4
2.3.3数组的运算27 nbW.x7
2.3.4向量运算29 nchpD@'t
2.4矩阵及其运算30 0EasPbp
2.4.1矩阵的创建30 [ 'Qh#^p
2.4.2矩阵的运算31 +Ht(_+To1
2.4.3矩阵的常用函数运算33 ']d(m?
2.5多项式及其运算34 {P3gMv;
2.5.1多项式的构造34 ;X:Bh8tEV
2.5.2多项式的运算34 Vh^ :.y
2.5.3多项式拟合36 t qUBl?i
2.6符号运算37 d6ifJ
2.6.1基本符号对象37 E2tUL#
2.6.2符号表达式38 {b-SK5%]L
2.6.3符号表达式的运算38 ~Lq`a@]A
2.6.4常用的符号运算39 >}/T& S
2.7MATLAB绘图40 T)tTzgLD}
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 !=HxL-`j
2.7.2二维绘图41 -c{ Y+M`
2.7.3图形修饰43 r*ziO#[
2.7.4三维绘图46 t*f H&8(
2.7.5特殊图形48 )(rr1^Xer
2.7.6四维图形50 BjHp3-A'
2.8MATLAB程序设计51 VF +g+~
2.8.1M文件编辑器51 =@&>r5W1
2.8.2命令文件53 a
p( PI?]X
2.8.3函数文件53 F0" ("4h:
2.8.4M文件的规则54 jAovzZ6BL
2.8.5全局变量与局部变量54 O_ vH w^
2.8.6程序流控制55 xiL+s-
2.8.7程序设计举例58 ,Y16m{<eC
2.8.8程序设计的基本原则60 "Bz#5kqnl
习题60 a/3yn9`sQ
参考文献62 4;(W0RQa
2@Q5Ta #h
第二部分 应用篇 C >F5=&
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 1/syzHjbY
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 (4IP&^j:\
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 fF2] 7:
3.1.2电矢量垂直入射面66 `-Tb=o}.
3.1.3菲涅耳公式66 m|;gl|dTB
3.2光的干涉68 06`caG|]-M
3.2.1波的叠加原理68 uL:NWgN
3.2.2光波的干涉71 \?|^w.
3.2.3杨氏干涉实验71 } Fli
3.2.4牛顿环74 tOZ-]>U
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 B,` `2\B
3.3光的衍射79 o=PW)37>
3.3.1光的衍射现象79 'j?H >'t{
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 uZ+"-Ig
3.3.3光栅衍射83 vbtjPse
3.4光的偏振84 > .H} (!
3.4.1光波的偏振态84 "*S_w N%
3.4.2光波的偏振态的仿真85 $7-S\sDr
3.5平行光束通过透镜聚焦87 s7\Ee-x)s
3.5.1平凸透镜光线追迹87 jw/@]f;N
参考文献90 9H53H"5q
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 JUJrtK S
4.1信息光学函数91 o#D'"Tn!
4.1.1矩形函数91 d7uS[tKqg
4.1.2阶跃函数93 [#AI! -
4.1.3符号函数94 ,Ww.W'#P
4.1.4sinc函数94 dK evhm)R"
4.1.5高斯函数95 P057]cAat<
4.2傅里叶变换97 wzcv[C- x
4.3卷积定理99 (Zej\lEN
4.4傅里叶透镜的仿真101 |O' gT8
4.5计算全息103 z~i>GN_
4.5.1全息透镜103 cV7a, *
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 tVNFulcz$
参考文献107 HcV,r,>e
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 0d89>UB-8q
5.1图像及数字图像简介108 kX*.BZI}C
5.1.1索引图像108 )EcfEym.>
5.1.2RGB图像109 _s:5)
5.1.3二值图像109 ]; eJ'#
5.1.4灰度图像109 ;Y`8Ee4vH
5.2数字图像的读取、显示及输出110 y>cT{ )E$
5.2.1图像的读取110 C d_H<8__
5.2.2图像的显示110 @Y ?p-&
5.2.3图像的输出112 kLXa1^Lq
5.2.4添加颜色条112 g3 !<A*<
5.3图像类型的转化113 umpa!q};
5.3.1dither函数113 -k%|sqDZj
5.3.2gray2ind函数114 \ _)mWK,h
5.3.3im2bw函数115 @lqI,Ce5
5.3.4rgb2gray函数116 <W^>:!?w
5.3.5rgb2ind函数116 4F!%mMq
5.4图像的代数操作117 Y$fF"p G?
5.4.1图像的相加117 z)R\WFBW
5.4.2图像的相减119 ^a|
5.4.3图像的相乘121 "b"|a y
5.4.4图像的相除121 ']H*f2y
5.5图像的对比度增强123 d7Z$/ $
5.5.1线性变换123 A>)W6|m|
5.5.2非线性变换123 Y+EwBg)co
5.6图像的锐化124 _+Uf5,.5yU
5.6.1边界提取和锐化124 #?Ob->v
5.6.2锐化滤波器125 ,0?3 k
5.7图像的边缘检测127 \.F|c
5.7.1边缘检测算子127 g}BS:#$
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 {axRq'=
5.8基于灰度的图像分割131 hy3?.
5.9图像的膨胀与腐蚀134 @[5] ?8\o
5.9.1膨胀和腐蚀134 ?9~|K/ `l
5.9.2结构元素134 ]XWtw21I1
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 7!e kINQ
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 /~g.j1 g
参考文献136 w3Dqpo8E
c =Zurqj
第三部分 实例篇 g{hbq[>X]
第6章课程设计综合实例139 Q.f D3g
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 , lBHA+@
6.1.1设计目的139 y )7;"3Q<
6.1.2设计任务及具体要求139 ciN*gwI)
6.1.3基本原理概述139 QD
0 p
6.1.4设计方案及验证140 R1/mzPG
参考文献148 !A+jX7Nb
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 NH,4>mV$!
6.2.1设计目的148 C-(O*hK
6.2.2设计任务及要求148 iUS?xKN$~-
6.2.3设计原理概述149 h|EHK!<"8
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 `CG% Y>+
参考文献154 V) mi1H|m
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 I.1(qbPkF+
6.3.1设计目的154 KPa@~rU
6.3.2设计任务及要求155 ]w !=1(
6.3.3设计原理概述155 k[1w] l8
6.3.4MATLAB仿真实现155 T 6=~vOzTJ
参考文献160 sb% l N
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 "gXvnl
6.4.1设计目的161 ? Lr:>
6.4.2设计任务及要求161 $o*p#LU
6.4.3设计原理概述161 iv6bXV'N
6.4.4设计实现163 7K/t>QrBtU
参考文献169 - B:O0;f
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 okBaQH2lUl
6.5.1设计目的169 @Z@S;RWSU
6.5.2设计任务及要求169 _D1)_?`a@-
6.5.3设计原理概述169 (U*Zz+ R
6.5.4设计实现171 =CL h<&
参考文献178 @SAJ*h fb0
6.6基于MATLAB的相关识别178 ^>h2.A J
6.6.1设计目的178 n: JG+1I
6.6.2设计任务及要求178 r6e!";w:U
6.6.3设计原理概述178 N 0(($ 8G
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 <-!' V,c
参考文献183 U,,rB(
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?MJ 5GVeH
6.7.1设计目的183 0Pg @%>yb~
6.7.2设计任务及要求183 zi,":KDz#
6.7.3设计原理概述183 TA+/35^?
6.7.4设计实现185 mz^[C7(q'(
参考文献187 mtN B09E(
6.8基于MATLAB的激光束合成187 iBqIV
6.8.1设计目的187
83: qIfF
6.8.2设计任务及要求188 @Hst-H.l<l
6.8.3设计原理概述188 jq+:&8!8(e
6.8.4设计实现188 1i$OcN?x%
参考文献193 2spK#0n.HV
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 uF ]+i^+
6.9.1设计目的194 p;{w0uld"
6.9.2设计任务及要求194 V(n3W=#kky
6.9.3设计原理概述194 E>qe hs,g
6.9.4设计实现197 liVDBbS_A?
参考文献200 cP8@'l@!
6.10基于MATLAB的人脸识别200 7 6S>xnN
6.10.1设计目的200 7`K )7
6.10.2设计任务及具体要求201 L9 H.DNA
6.10.3基本原理概述201 /P a<I^-#
6.10.4设计方案及验证201 "QV1G'
6.10.5结论208 Bq b3[^;~
参考文献208
