《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。 AS4oz:B
《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。 5lwMc0{/3
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。 `o O*ORq&
$.ctlWS8l{
第一部分 语言篇 olHmRJ
第1章MATLAB语言概述3 X
VH( zJ
1.1MATLAB简介3 qckRX+P`
1.1.1MATLAB的发展历程3 ME5M;bz(
1.1.2MATLAB的主要特点3 0d 0ga^O
1.2MATLAB的系统组成4 BuitM|k'
1.2.1MATLAB开发环境4 7D~~<45ct
1.2.2MATLAB数学函数库5 Smh=Q4,W
1.2.3MATLAB语言5 O2lM;="
1.2.4MATLAB图形处理系统5 %_ 39W a
1.2.5MATLAB程序接口5 KfC{/J\
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 R=iwp%c(
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 9D?JzTsyg
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 h>z5m
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 hfvC-f97L
1.4.1菜单和工具栏9 l['ER $(7
1.4.2命令行窗口10 ?cK67|% W
1.4.3工作区11 fQw= z$
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 G}dq
ft5"
1.5.1帮助窗口11 j97K\]tQ
1.5.2帮助命令12 .\
vrBf
1.5.3演示系统（Demos）13 P vm p Wa
1.5.4帮助系统导航浏览器13 ],zp~yVU&
1.5.5远程帮助系统14 [xdVuL;N
1.6MATLAB的基本操作命令14 $>wN:uN(
1.6.1通用命令和编辑键14 O_DT7;g
1.6.2文件管理15 1 :{+{Yl7
1.7MATLAB使用初步16 W6u(+P]("
习题16 d]?fL&jr
第2章MATLAB的基本语法17 xHkx rXqeI
2.1数据类型17 SEM- t
2.1.1数值类型17 G2=d q
2.1.2字符串17 ,OkI0[
2.1.3逻辑类型19 #=F{G4d)!=
2.1.4元胞数组20 ' 1dhdm8
2.1.5构架数组21 lI9|"^n7F
2.1.6函数句柄（function）21 {Q^ -
2.2变量22 9S5C{~P4
2.2.1变量命名的规则22 qE6D"+1y7
2.2.2变量的赋值22 Iqj?wI 1)
2.2.3MATLAB变量的显示23 sv!6z Js
2.2.4MATLAB变量的存取24 ,GtN6?
2.3数组及向量运算24 5VGZ5,+<<
2.3.1数组和向量的创建24 |Fx~M,Pzg
2.3.2数组的寻址27 AG G xx?I
2.3.3数组的运算27 }f hGofN$e
2.3.4向量运算29 2Fbg"de3-
2.4矩阵及其运算30 0p*Oxsy
2.4.1矩阵的创建30 SU. $bsu
2.4.2矩阵的运算31 wZj`V_3
2.4.3矩阵的常用函数运算33 x*:"G'z T
2.5多项式及其运算34 (J
j'kW6G6
2.5.1多项式的构造34 bhW&,"$Z
2.5.2多项式的运算34 B\~(:(OPM]
2.5.3多项式拟合36 IL%P\Zs
2.6符号运算37 {C %f~j
2.6.1基本符号对象37 e,*@+E\4
2.6.2符号表达式38 t+Qx-sW
2.6.3符号表达式的运算38 )s
?Hkn
2.6.4常用的符号运算39 fDChq[LAn
2.7MATLAB绘图40 N1l^%Yf J
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 hz-^9 U
2.7.2二维绘图41 LiEDTXRz
2.7.3图形修饰43 A%EGu4
2.7.4三维绘图46 =o[H2o
y
2.7.5特殊图形48 XU`vs`/
2.7.6四维图形50 >PUT(yNL
2.8MATLAB程序设计51 'lgS;ItpKu
2.8.1M文件编辑器51 'pT8S
2.8.2命令文件53 k !g%vx
2.8.3函数文件53 2:1
kSR^Ky
2.8.4M文件的规则54 6 _#C vQ
2.8.5全局变量与局部变量54 #*+$o<Q]9
2.8.6程序流控制55 kM7 6?M
2.8.7程序设计举例58 =BeJ.8$@VC
2.8.8程序设计的基本原则60 sGGi7 %
习题60 8y]{I^ z}
参考文献62 1 @q"rPE^
0B P=SCi
第二部分 应用篇 F^!_!V B
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 E$4Ik.k
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 zHXb[$ Q
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ~mT( [ V
3.1.2电矢量垂直入射面66 oK2j PP
3.1.3菲涅耳公式66 F^c u!-L
3.2光的干涉68 fLuOxYQb f
3.2.1波的叠加原理68 2))p B/
3.2.2光波的干涉71 ^B(:Hv}G(:
3.2.3杨氏干涉实验71 |1m2h]];Q
3.2.4牛顿环74 !Ic~_7"
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 }t1 J`+x%
3.3光的衍射79 o^x,JT
3.3.1光的衍射现象79 Nkk+*(Z
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 A3Vj3em
3.3.3光栅衍射83 gz p]hh@4
3.4光的偏振84 1sXVuto
3.4.1光波的偏振态84 P2
z~U
3.4.2光波的偏振态的仿真85 `m-7L
3.5平行光束通过透镜聚焦87 W;.L N<bx
3.5.1平凸透镜光线追迹87 3/CKy##r%]
参考文献90 %WFZ&>en&
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 BBj>ML\X
4.1信息光学函数91 F?4&qbdD
4.1.1矩形函数91 f}Uf* Bp
4.1.2阶跃函数93 _[y<u})
4.1.3符号函数94 wU&vkb)k
4.1.4sinc函数94 *YP;HL
4.1.5高斯函数95 @E?o~jO(e
4.2傅里叶变换97 ]J.|XRp/
4.3卷积定理99 sE\Cv2Gx
4.4傅里叶透镜的仿真101 *;~i\M9_
4.5计算全息103 6FEIQ#`{
4.5.1全息透镜103 D3C3_
@ *
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 P:m6:F@hO
参考文献107 +w (B9rH
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 #9q
]jjH E
5.1图像及数字图像简介108 OTWp,$YA=
5.1.1索引图像108 P u,JR
5.1.2RGB图像109 g<Y N#
5.1.3二值图像109 4X$| jGQ\
5.1.4灰度图像109 \mNN ) K@
5.2数字图像的读取、显示及输出110 1"RC!
5.2.1图像的读取110 n?8xRaEf
5.2.2图像的显示110 Z<[: v2
5.2.3图像的输出112 q4Y7 HE|ym
5.2.4添加颜色条112 F;Bq[ V)R
5.3图像类型的转化113 6Vu)
5.3.1dither函数113 J,t`il T
5.3.2gray2ind函数114 A%.Z esjAx
5.3.3im2bw函数115 :[ll$5E.
5.3.4rgb2gray函数116 9QEK|x`8
5.3.5rgb2ind函数116 P r#uV3\
5.4图像的代数操作117 _''9 -t;n,
5.4.1图像的相加117 r|Q/:UV?w
5.4.2图像的相减119 p4z
thdN[
5.4.3图像的相乘121 HD>UTX`&mc
5.4.4图像的相除121 Gw +pjSJL`
5.5图像的对比度增强123 r)[Xzn
5.5.1线性变换123 6-f-/$B
5.5.2非线性变换123 y`J8hawp
5.6图像的锐化124 M,oRi;V
5.6.1边界提取和锐化124 m tVoA8(6
5.6.2锐化滤波器125 *)s^+F 0
5.7图像的边缘检测127 4z,/ 0
5.7.1边缘检测算子127 \n ^;r|J7k
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 4, ?WNPqo
5.8基于灰度的图像分割131 %(:{TR
5.9图像的膨胀与腐蚀134 fY!9i5@'
5.9.1膨胀和腐蚀134 PyM59v
5.9.2结构元素134 Y
{|is2M9'
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 n {..Q,z
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 [rReBgV
参考文献136 Sn[/'V^$a
@oQ"FLF.
第三部分 实例篇 a.fdCI]%
第6章课程设计综合实例139 (9v%66y
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Xx ou1l!
6.1.1设计目的139 Qn)AS1pL+
6.1.2设计任务及具体要求139 N, 4hh?
6.1.3基本原理概述139 $
U-#woXa
6.1.4设计方案及验证140 Mt&n|']`8
参考文献148 <yw56{w,
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 =LK f.@]#
6.2.1设计目的148 @]dv
6.2.2设计任务及要求148 ZNJ<@K-
6.2.3设计原理概述149 6dhzx; A
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 H d_ ,`W@
参考文献154 qD,/Qu62
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 "b\@.7".
6.3.1设计目的154 XzPUll;ZU
6.3.2设计任务及要求155 x@tI
6.3.3设计原理概述155 FA{(gib@9
6.3.4MATLAB仿真实现155 ;Swy5z0=ro
参考文献160 uj+{
tc
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 |g1Pr9{wy
6.4.1设计目的161 ': ]Hj8t_
6.4.2设计任务及要求161 t\f[ ->f
6.4.3设计原理概述161 m |Sf'5fK
6.4.4设计实现163 RM>A9nv$\
参考文献169 aev(CY,z
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 Wu'9ouw!
6.5.1设计目的169 5-UrHbpCZ#
6.5.2设计任务及要求169 (W?t'J^#
6.5.3设计原理概述169 ^#U[v 7y
6.5.4设计实现171 uo bQ S!
参考文献178 8WC _CAP
6.6基于MATLAB的相关识别178 ZtY?X- 4_
6.6.1设计目的178 AOe f1^S=
6.6.2设计任务及要求178 +%Z:k
6.6.3设计原理概述178 .9vt<<Kwh
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 15d'/f
参考文献183 k t+h\^g
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?RS4oJz,5g
6.7.1设计目的183 Xh }G=1}
6.7.2设计任务及要求183 2?:'p[z"]
6.7.3设计原理概述183 Ok<,_yh
6.7.4设计实现185 yatZ Al(B
参考文献187 U^]@0vR
6.8基于MATLAB的激光束合成187 &a)d,4e<M
6.8.1设计目的187 2 a*+mw
6.8.2设计任务及要求188 o>|DT(Ib
6.8.3设计原理概述188 03" FK"2S
6.8.4设计实现188 ^DVryeLD
参考文献193 j1=su~
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 35 L\
6.9.1设计目的194 T[MDjhv '
6.9.2设计任务及要求194 p!DOc8a.\e
6.9.3设计原理概述194 zx@L sp
6.9.4设计实现197 c )=a;_h
参考文献200 \"w+ 4 }
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Rw hKW?r+
6.10.1设计目的200 2w fkXS=~6
6.10.2设计任务及具体要求201 T8d=@8g,%
6.10.3基本原理概述201 NMUF)ksjN
6.10.4设计方案及验证201 Q{CRy-ha
6.10.5结论208 UhJ!7Ws$
参考文献208
