《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。 Z*Gf`d:
《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。 VCJOWU EO1
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。 ]5Dh<QY&.
-6~ .;M 5
第一部分 语言篇 ]V_A4Df
第1章MATLAB语言概述3 -; J6S
1.1MATLAB简介3 Poa&htxe1
1.1.1MATLAB的发展历程3 `E?0jQ
1.1.2MATLAB的主要特点3 M .r7^9 P
1.2MATLAB的系统组成4 a^pbBDi
W
1.2.1MATLAB开发环境4 $/B~ bJC
1.2.2MATLAB数学函数库5 :9Jy /7/
1.2.3MATLAB语言5 4^M"V5tDx
1.2.4MATLAB图形处理系统5 KIag(!&
1.2.5MATLAB程序接口5 RjVmHhX
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 w,$qsmR
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Y#tur`N
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 D79 :L:
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 L+(ng
1.4.1菜单和工具栏9 >%0$AW|Exu
1.4.2命令行窗口10 6a9$VGInU
1.4.3工作区11 %W)pZN}
1.5MATLAB R2014a帮助系统11
r[H8;&EL
1.5.1帮助窗口11 o vBmo2W/
1.5.2帮助命令12 GNe^ ~
1.5.3演示系统（Demos）13 2\QsF,@`YU
1.5.4帮助系统导航浏览器13 8W?dWj
1.5.5远程帮助系统14 l
$"hhI8
1.6MATLAB的基本操作命令14 .V?[<}OJn
1.6.1通用命令和编辑键14 G{E`5KIvm
1.6.2文件管理15 kFV, Fg
1.7MATLAB使用初步16 (6Z^0GL
习题16 nS*Y+Q^9a
第2章MATLAB的基本语法17 \r[u>7I
2.1数据类型17 /:' >-253
2.1.1数值类型17 rxH ]'6kP
2.1.2字符串17 i > s
2.1.3逻辑类型19 ,<r&]
eC
2.1.4元胞数组20 ;'= cNj
2.1.5构架数组21 e)g &q'O
2.1.6函数句柄（function）21 $[n:IDa*@1
2.2变量22 HP1QI/*v
2.2.1变量命名的规则22 G7Sw\wW
2.2.2变量的赋值22 d%"XsbO
2.2.3MATLAB变量的显示23 ow.!4kx{ d
2.2.4MATLAB变量的存取24 gJ'pwSA
2.3数组及向量运算24 d6YXITL)\>
2.3.1数组和向量的创建24 d#H9jg15e
2.3.2数组的寻址27 E<[
s+i X
2.3.3数组的运算27 a[(OeVQ5
2.3.4向量运算29 O9(z"c
2.4矩阵及其运算30 Z,A $h >Z
2.4.1矩阵的创建30 e12QYoh
2.4.2矩阵的运算31 Q>Zc
eJ;
2.4.3矩阵的常用函数运算33 =I @t%Y
2.5多项式及其运算34 E)gD"^rex
2.5.1多项式的构造34 ,0. k g
2.5.2多项式的运算34 f 7lj,GAZ
2.5.3多项式拟合36 _>R aw
2.6符号运算37 ExS5RV@v'
2.6.1基本符号对象37 -HG .GA
2.6.2符号表达式38 nQjpJ
/=
2.6.3符号表达式的运算38 Y \-W`
2.6.4常用的符号运算39 9Yv:6@. F
2.7MATLAB绘图40 *WQ?r&[_'
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 !m+Pd.4TaB
2.7.2二维绘图41 :_~.Nt
2.7.3图形修饰43 ir_XU/ve
2.7.4三维绘图46 zVq!M-e
2.7.5特殊图形48 3SP";3+
2.7.6四维图形50 O -1O@: }c
2.8MATLAB程序设计51 A iM ukd,
2.8.1M文件编辑器51 $Es\ld
2.8.2命令文件53 10Ik_L='
2.8.3函数文件53 ^w60AqR8
2.8.4M文件的规则54 .ybmJU*Hg
2.8.5全局变量与局部变量54 .d]/:T
-0
2.8.6程序流控制55 h*k V@Dc
2.8.7程序设计举例58 I)Xf4F S@
2.8.8程序设计的基本原则60 / \w4k
习题60 Y 3BJ@sqz
参考文献62 <+oh\y16
Hd|[>4 Z
第二部分 应用篇 k&ci5MpN
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ""0 Y^M2I
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 H5}61 JC/z
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 /?'~`4!(
3.1.2电矢量垂直入射面66 fp' '+R[
3.1.3菲涅耳公式66 _ ;j1g%
3.2光的干涉68 N P T-d
3.2.1波的叠加原理68 tYu<(Z(l)
3.2.2光波的干涉71 bY" zK',m
3.2.3杨氏干涉实验71 >Ku4Il+36
3.2.4牛顿环74 pl`4&y%Me
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Z<nNk.G
3.3光的衍射79 NN*L3yx
3.3.1光的衍射现象79 }?s-$@$R
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 FEjO}lTK
3.3.3光栅衍射83 oy^-?+
3.4光的偏振84 XV]N}~h o`
3.4.1光波的偏振态84 9 C[~*,qx
3.4.2光波的偏振态的仿真85 NUV">i.(
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Lh[0B.g <
3.5.1平凸透镜光线追迹87 w2
Y%yjCV
参考文献90 46>rvy.r
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 CvU$Fsb
4.1信息光学函数91 x%viC kq
4.1.1矩形函数91 J@5iD
4.1.2阶跃函数93 X30tO>
4.1.3符号函数94 qp})4XT v
4.1.4sinc函数94 jIs>>
4.1.5高斯函数95 ojM'8z 0Hn
4.2傅里叶变换97 vi##E0,N'^
4.3卷积定理99 :r
q~5hK
4.4傅里叶透镜的仿真101 X:i?gRy"
4.5计算全息103 [G}dPXD
4.5.1全息透镜103 L$PbC!1
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 L`nW&; w'
参考文献107 0s;~9>
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 Lz 1.+:Ag
5.1图像及数字图像简介108 b/ S:&%E
5.1.1索引图像108 6e ?xu8|
5.1.2RGB图像109 &#PPXwmR
5.1.3二值图像109 rH7Cv/Y
5.1.4灰度图像109 U"Gx Xrl
5.2数字图像的读取、显示及输出110 yj:@Fg-3g
5.2.1图像的读取110 H:DR?'y W
5.2.2图像的显示110 x1 |/
5.2.3图像的输出112 ]+I9{%zB%8
5.2.4添加颜色条112 .YF1H<gwa
5.3图像类型的转化113 v2x+_K}J
5.3.1dither函数113 !>9 s
5.3.2gray2ind函数114 (_pw\zk >
5.3.3im2bw函数115 (HRj0,/^
5.3.4rgb2gray函数116 &PC6C<<f
5.3.5rgb2ind函数116 V lx.C~WYn
5.4图像的代数操作117 "l&SRX?g
5.4.1图像的相加117 3q%z
5.4.2图像的相减119 yr%[IX] R
5.4.3图像的相乘121 m 7k }k)
5.4.4图像的相除121 )c11_1;
5.5图像的对比度增强123 % Y~"Stmx
5.5.1线性变换123 f#ZM 2!^!
5.5.2非线性变换123 94B%_
5.6图像的锐化124 yEWm.;&3=
5.6.1边界提取和锐化124 ]Za[]E8MD
5.6.2锐化滤波器125 {~9z uNi
5.7图像的边缘检测127 :)lS9<Y}
5.7.1边缘检测算子127 HO<|EH~lu
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 336ETrG^0
5.8基于灰度的图像分割131 uGZGI;9f4
5.9图像的膨胀与腐蚀134 RG'iWA,9m`
5.9.1膨胀和腐蚀134 nXn@|J&z~U
5.9.2结构元素134 ;O7 "!\
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 xn`)I>v
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 eKOEO m+
参考文献136 [)V~U?
H~ yHSm 3
第三部分 实例篇 _#V&rY&@
第6章课程设计综合实例139 i+14!LlI
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 8- @@QZ\N
6.1.1设计目的139 \Vme\Ke*v)
6.1.2设计任务及具体要求139 ) p>Cf_[.
6.1.3基本原理概述139 ;U3:1hn
6.1.4设计方案及验证140 R3G\Gchd
参考文献148 2|j=^
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 -+[Lc_oNPx
6.2.1设计目的148 *OA(v^@tx7
6.2.2设计任务及要求148 H5 z1_O_+
6.2.3设计原理概述149 Gy \ ]j
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 68j1s vz9
参考文献154 HN7tIz@Frc
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 m}z6Bbis 0
6.3.1设计目的154
%.d.h;^T
6.3.2设计任务及要求155 CF>&mXg\
6.3.3设计原理概述155 ,Vq$>T@z
6.3.4MATLAB仿真实现155 oz=V|7,
参考文献160 F^/KD<cgK
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 oh-EEo4,
6.4.1设计目的161 `V9bd}M%~;
6.4.2设计任务及要求161 (-$ 5YKm
6.4.3设计原理概述161 +c /!R|h=S
6.4.4设计实现163 2->Lz
参考文献169 0 uD3a-J
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 S(CkA\[rz
6.5.1设计目的169 6 :wk= #w
6.5.2设计任务及要求169 2pmj*Y3"8
6.5.3设计原理概述169 (.=ig
X
6.5.4设计实现171 J;~YD$
参考文献178 [;Ih I
6.6基于MATLAB的相关识别178 iT:i
'\~
6.6.1设计目的178 "8%$,rG1&
6.6.2设计任务及要求178 adu6`2 *$
6.6.3设计原理概述178 oUn+tu:
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 9{4oz<U
参考文献183 / fUdb=!Z
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ?,x\46]>_K
6.7.1设计目的183 !U:&8 Le
6.7.2设计任务及要求183 k9oi8G'g~
6.7.3设计原理概述183 @p~s cE.#\
6.7.4设计实现185 Wu*
4r0
参考文献187 /ojx$Um
6.8基于MATLAB的激光束合成187 \]4EAKJ E
6.8.1设计目的187 {St-
6.8.2设计任务及要求188 ;Q, t65+Am
6.8.3设计原理概述188 p*5_+u
6.8.4设计实现188 OqS!y(
(
参考文献193 E oixw8hz
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 d:|x e :
6.9.1设计目的194 PX/ Y?DP
6.9.2设计任务及要求194 L7{}`O/g7
6.9.3设计原理概述194 V*PL_|Q5
6.9.4设计实现197 Wk7E&?-:6
参考文献200 @Ol (:{<
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Ph]b6
6.10.1设计目的200 qJT/4 8lf_
6.10.2设计任务及具体要求201 awo' #Y2>
6.10.3基本原理概述201 /d}"s. 3p
6.10.4设计方案及验证201 {e|.AD
6.10.5结论208 q=->) &D%
参考文献208
