《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。 @:vwb\azVD
《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。 y/7\?qfTk
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。 21l;\W
-zeG1gr3
第一部分 语言篇 yq\K)g*=
第1章MATLAB语言概述3 \V~eVf;~
1.1MATLAB简介3 AH7}/Rc
1.1.1MATLAB的发展历程3 uZ Kr
1.1.2MATLAB的主要特点3 `l[c_%Bm
1.2MATLAB的系统组成4 xO mi\VbM
1.2.1MATLAB开发环境4 KRRdX x\~
1.2.2MATLAB数学函数库5 ;$wVu|&
1.2.3MATLAB语言5 m&,(Jla
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Z=o2H Bm7
1.2.5MATLAB程序接口5 z$. 88 ^
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 qfm|@v|De5
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 y?? XIsF
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 =X:Y,?
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 _A9AEi'.
1.4.1菜单和工具栏9 &n:.k}/ P
1.4.2命令行窗口10 >KhOz[Zg
1.4.3工作区11 `1fY)d^Z S
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 g: 8h|w)
1.5.1帮助窗口11 p} ~JgEE
1.5.2帮助命令12 h3
}OX{k
1.5.3演示系统（Demos）13 I,vJbvvl!
1.5.4帮助系统导航浏览器13 4!no~ $b
1.5.5远程帮助系统14 Iit; F
1.6MATLAB的基本操作命令14 f 6>b |k~
1.6.1通用命令和编辑键14 B[?Ng}<g`
1.6.2文件管理15 )Y{L&A
1.7MATLAB使用初步16 V {ddr:]4
习题16 FWgpnI\X|{
第2章MATLAB的基本语法17 S;#'M![8
2.1数据类型17 h MD|#A-<
2.1.1数值类型17 lzVq1@B
2.1.2字符串17 ,w4V?>l
2.1.3逻辑类型19 j' "J%e]
2.1.4元胞数组20 >!1-lfa8
2.1.5构架数组21 E{P|)`,V
2.1.6函数句柄（function）21 6mxfLlZ
2.2变量22 \\;jw[P0
2.2.1变量命名的规则22 1K50Z.o&@
2.2.2变量的赋值22 ` 7V]y -
2.2.3MATLAB变量的显示23 .Vvx,>>D
2.2.4MATLAB变量的存取24 Ean5b>\
2.3数组及向量运算24 ],Do6
@M-
2.3.1数组和向量的创建24 4O!ikmY:t
2.3.2数组的寻址27 srrgvG,
2.3.3数组的运算27 v;D~Pa
2.3.4向量运算29 @Z:l62l=bE
2.4矩阵及其运算30 @Qt{jI !
2.4.1矩阵的创建30 ')<hON44EX
2.4.2矩阵的运算31 PIS2Ed]
2.4.3矩阵的常用函数运算33 K_Eux rPn
2.5多项式及其运算34 *#+An<iT ;
2.5.1多项式的构造34 7Kxp=-k
2.5.2多项式的运算34 Yufc{M00
2.5.3多项式拟合36 59;KQ
2.6符号运算37 T%*D~=fQ'
2.6.1基本符号对象37 ":QZ y8f9%
2.6.2符号表达式38 tJ$_lk
~6q
2.6.3符号表达式的运算38 07{)?1cod4
2.6.4常用的符号运算39 t!7-DF|N
2.7MATLAB绘图40 ~6LN6}~|.
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 N6i Q8P -
2.7.2二维绘图41 gT 6jYQ
2.7.3图形修饰43 {9.|2%a
2.7.4三维绘图46 lA8`l> I
2.7.5特殊图形48 Vp@?^imL
2.7.6四维图形50 C B}2j
2.8MATLAB程序设计51 [FR`Z=%
2.8.1M文件编辑器51 `*1p0~cu
2.8.2命令文件53 r$s Qf&=
2.8.3函数文件53 4ID5q ~
2.8.4M文件的规则54 ' %o#q6O
2.8.5全局变量与局部变量54 HY:7? <r
2.8.6程序流控制55 #Ki[$bS~6
2.8.7程序设计举例58 L$ M 9 w
2.8.8程序设计的基本原则60 !%%6dB@%t
习题60 m^;f(IK5
参考文献62 "oO%`:pb
3AN/
H
第二部分 应用篇 WCixKYq
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 s|r3Gv|G
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 PALc;"]O
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 GC}==^1
3.1.2电矢量垂直入射面66 4
"'~NvO
3.1.3菲涅耳公式66 f9{Rb/l!BQ
3.2光的干涉68 u.xnO cOH!
3.2.1波的叠加原理68 'm
kLCS
3.2.2光波的干涉71 2`=7 _v
3.2.3杨氏干涉实验71 YS"=yye 3e
3.2.4牛顿环74 9CD_ o s\h
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 I51@QJX
3.3光的衍射79 z!9-:
3.3.1光的衍射现象79 ln
dx"prW
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 *b \t#meS&
3.3.3光栅衍射83 7WZ+T"O{I
3.4光的偏振84 o|["SYIf
3.4.1光波的偏振态84 k@ W1-D?
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Oxd]y1
3.5平行光束通过透镜聚焦87 HLG"a3tt
3.5.1平凸透镜光线追迹87 |Z +=
参考文献90 6qnzBA7
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 >pe.oxY
4.1信息光学函数91 tK\~A,=
4.1.1矩形函数91 ;u)I\3`* !
4.1.2阶跃函数93 DN:EB @
4.1.3符号函数94 [ Z $[rOF
4.1.4sinc函数94 20Wg=p9L
4.1.5高斯函数95 7zG_(83)K
4.2傅里叶变换97 {3aua:q
4.3卷积定理99 YNi.SXH
4.4傅里叶透镜的仿真101 &
>fQp(f
4.5计算全息103 $6SW;d+>n
4.5.1全息透镜103 dvUic-w<j
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 0n {=%Q
参考文献107 P/_['7
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 @~a%/GQ#n*
5.1图像及数字图像简介108 ZPYS$Ydy
5.1.1索引图像108 ( S As-
5.1.2RGB图像109 =D"#U#>;7&
5.1.3二值图像109 d7bS
wL
5.1.4灰度图像109 <wD-qT W
5.2数字图像的读取、显示及输出110 $ (x]
5.2.1图像的读取110 e$ rZ 5X
5.2.2图像的显示110 IjnU?Bf
5.2.3图像的输出112 g[4WzDF*
5.2.4添加颜色条112 }@d @3
5.3图像类型的转化113 lrIe"H@
5.3.1dither函数113 --BW9]FW
5.3.2gray2ind函数114 h <<v^+m
5.3.3im2bw函数115 ^^ixa1H<
5.3.4rgb2gray函数116 a9V,es"BWQ
5.3.5rgb2ind函数116 ey$&;1x#5
5.4图像的代数操作117 ;;/{xvQ.1
5.4.1图像的相加117 om:VFs\U
5.4.2图像的相减119 7 HYwLG:\~
5.4.3图像的相乘121 u Q KT
5.4.4图像的相除121 |+D!=
:x
5.5图像的对比度增强123 R.<g3"Lm>
5.5.1线性变换123 4{|"7/PE1
5.5.2非线性变换123 SO A,kwHRe
5.6图像的锐化124 pOoEI+t
5.6.1边界提取和锐化124 uW
%#
5.6.2锐化滤波器125 {]4LULq
5.7图像的边缘检测127 ]3Sp W{=^(
5.7.1边缘检测算子127 ,r_Gf5c
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 5]:U9ts#
5.8基于灰度的图像分割131 =41?^1\
5.9图像的膨胀与腐蚀134 X|]A T9W
5.9.1膨胀和腐蚀134 (KZ{^X?a
5.9.2结构元素134 _7_Y={4=`
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 1T
n}
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 5wU]!bxr
参考文献136 M/`lM$98:
iuul7VR-%
第三部分 实例篇 +X
88;-
第6章课程设计综合实例139 &s>Jb?_5Mx
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 nKj7.,>;:<
6.1.1设计目的139 2&J)dtqz
6.1.2设计任务及具体要求139 YKK*ER0
6.1.3基本原理概述139 ~WF \
6.1.4设计方案及验证140 W=+ Y|R!
参考文献148 b4Ekqas
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 BDQsP$'6QT
6.2.1设计目的148 4 s9LB
6.2.2设计任务及要求148 nQ3A~ ()
6.2.3设计原理概述149 o}p n0KO,
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 C~exi[3
参考文献154 w7&A0M
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ZXPX,~ 5o
6.3.1设计目的154 A?OQE9'
6.3.2设计任务及要求155 }"%N4(Kd
6.3.3设计原理概述155 _Y m2/ 3!
6.3.4MATLAB仿真实现155 y$M%2mh`
参考文献160 @BMx!r5kn
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 4E }Yt$|
6.4.1设计目的161 #fM`}Ij .A
6.4.2设计任务及要求161 lPAQ3t!,
6.4.3设计原理概述161 + Vdpy (
6.4.4设计实现163 0JujesUw(
参考文献169 buHJB*?9
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ti,d&c _7
6.5.1设计目的169 Y8t8!{ytg
6.5.2设计任务及要求169 XL/u#EA0<
6.5.3设计原理概述169 + jgSV.N
6.5.4设计实现171 $<[79al#
参考文献178
C9)@jK%
6.6基于MATLAB的相关识别178 G=bCNn<
6.6.1设计目的178 ~pky@O# b
6.6.2设计任务及要求178 u :
6.6.3设计原理概述178 'dc#F3
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 u_Z+;{ ]Pj
参考文献183 >+T)#.wo&
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 tfWS)y7
6.7.1设计目的183 :[d9tm
6.7.2设计任务及要求183 4 ?01s-Y
6.7.3设计原理概述183 8H`[*|{'
6.7.4设计实现185 llDkJ)\
参考文献187 `XDl_E+>l
6.8基于MATLAB的激光束合成187 uhq8
6.8.1设计目的187 akTk(
6.8.2设计任务及要求188 M
D#jj3y
6.8.3设计原理概述188 F((4U"
6.8.4设计实现188 ;5AcFB
参考文献193 :Llb< MY2
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 /dIzY0<aO
6.9.1设计目的194 j 5 h-dK
6.9.2设计任务及要求194 B `sAk
%
6.9.3设计原理概述194 62NsJ<#>
6.9.4设计实现197 pQQH)`J|t
参考文献200 /g.U&oI]D
6.10基于MATLAB的人脸识别200 asqV~n
6.10.1设计目的200 b\5F ]r
6.10.2设计任务及具体要求201 "ocyK}l.?
6.10.3基本原理概述201 tQ601H>o
6.10.4设计方案及验证201 yIE!j %u
6.10.5结论208 MpOc
参考文献208
