《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。 Bf'(JJ7&N
《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。 \zU R9h
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。 <Do8 9
8 iB}a\]B
第一部分 语言篇 >@o*v*25
第1章MATLAB语言概述3 c{0?gt.
1.1MATLAB简介3 ~<3yTl>
1.1.1MATLAB的发展历程3 ~Fh(4'
1.1.2MATLAB的主要特点3 hR2. w/2j
1.2MATLAB的系统组成4
_L ].n)b
1.2.1MATLAB开发环境4 *{bqHMd4L
1.2.2MATLAB数学函数库5 $6[]c) (
1.2.3MATLAB语言5 G<I5%Yo6G
1.2.4MATLAB图形处理系统5 u-$AFSt
1.2.5MATLAB程序接口5 oc3/
IWII
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 A_+ WY|#M
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 MmB-SR[>P
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 t<=L&:<N
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 'S\H% -
1.4.1菜单和工具栏9 pD9c%P
1.4.2命令行窗口10 c4|.!AQ>
1.4.3工作区11 }9JPSl28Jr
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 lPQH_+)Z"
1.5.1帮助窗口11 0 N(2[s_A
1.5.2帮助命令12 >=(e}~5y
1.5.3演示系统（Demos）13 (`N/1}vk
1.5.4帮助系统导航浏览器13 xHmc8G$zu
1.5.5远程帮助系统14 _<$=n 6#
1.6MATLAB的基本操作命令14 3 ren1
1.6.1通用命令和编辑键14 H D >{UU?
1.6.2文件管理15 _<8y^ymo
1.7MATLAB使用初步16 RL%{VE
习题16 9z?F_=PB!
第2章MATLAB的基本语法17 /:DxB00
2.1数据类型17 !
^W|;bq
2.1.1数值类型17 f{J7a1 `_
2.1.2字符串17 !}%giF$-
2.1.3逻辑类型19 :zCm$@
2.1.4元胞数组20 (.cT<(TB
2.1.5构架数组21 h0`) =
2.1.6函数句柄（function）21 BdTj0{S1u
2.2变量22 B sAglem
2.2.1变量命名的规则22 q&.!*rPD
2.2.2变量的赋值22 F^ f]*MhT"
2.2.3MATLAB变量的显示23 ETIf x)B-
2.2.4MATLAB变量的存取24 mMR[(
2.3数组及向量运算24 ;Mc }I f*
2.3.1数组和向量的创建24 ` mi!"pm w
2.3.2数组的寻址27 la-+ `
2.3.3数组的运算27 x8H)m+AW
2.3.4向量运算29 >&TktQO_T
2.4矩阵及其运算30 }5gQZ'ys'
2.4.1矩阵的创建30 -%A6eRShk
2.4.2矩阵的运算31 ,/KHKLY7
2.4.3矩阵的常用函数运算33 z<ek?0?yS
2.5多项式及其运算34 CNwhH)*
2.5.1多项式的构造34 FR&RIFy
2.5.2多项式的运算34 3+Q6<MS
q
2.5.3多项式拟合36 Vo\d&}Q
2.6符号运算37 * PZ=$>r
2.6.1基本符号对象37 ZE9*i} r
2.6.2符号表达式38 4D NZ y2`
2.6.3符号表达式的运算38 k$h WR ;U
2.6.4常用的符号运算39 1)%o:Xy o
2.7MATLAB绘图40 %l,Xt"nS#
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 \ l:n
2.7.2二维绘图41 BdceINI
2.7.3图形修饰43 4]cOTXk9C
2.7.4三维绘图46 lfhB2^ ^
2.7.5特殊图形48 cc>h=%s`
2.7.6四维图形50 k"; ;Snk
2.8MATLAB程序设计51 5rc<ibGh
2.8.1M文件编辑器51 sU8D;ML7
2.8.2命令文件53 h1BdASn_
2.8.3函数文件53 }>j$Wr_h
2.8.4M文件的规则54 BKIt ,7j
2.8.5全局变量与局部变量54 UkdQ#b1
2.8.6程序流控制55 5=dg4 "b]
2.8.7程序设计举例58 qP"m819m
2.8.8程序设计的基本原则60 j8PK\j[
习题60 Lpn` HAw&
参考文献62 a+X X?uN{
+"C0de |-
第二部分 应用篇 Yrd K@I
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 !,\]> c
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 Jlzhn#5c-
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 <"t >! I
3.1.2电矢量垂直入射面66 /5o~$ S
3.1.3菲涅耳公式66 :!R+/5a
3.2光的干涉68 u^`B#b '
3.2.1波的叠加原理68 shi#K<gVC
3.2.2光波的干涉71 R4o_zwWgPw
3.2.3杨氏干涉实验71 7~IAgjo,@
3.2.4牛顿环74 old}}>_
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 !6kLg 1
3.3光的衍射79 )'qZ6 %
3.3.1光的衍射现象79 k`N)-` O7
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 U zc`,iV$
3.3.3光栅衍射83 p1Els /|
3.4光的偏振84 .rS0zU
3.4.1光波的偏振态84 $, R|$0B7
3.4.2光波的偏振态的仿真85 )37|rB E
3.5平行光束通过透镜聚焦87 rc"Z$qU?
3.5.1平凸透镜光线追迹87 iR_X,&p
参考文献90 GI/g@RV
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 ?&N
JN/+%
4.1信息光学函数91 SL*B `P~{
4.1.1矩形函数91 gHTo|2 Q{
4.1.2阶跃函数93 lc*<UZ R
4.1.3符号函数94 f#[ Fqkmj
4.1.4sinc函数94 )O_Y(^+ $
4.1.5高斯函数95 E")82I
4.2傅里叶变换97 Fd3V5h
4.3卷积定理99 2?HL EiI1
4.4傅里叶透镜的仿真101 or0f%wAF
4.5计算全息103 {|
Tl3
4.5.1全息透镜103 R7vO,kZ6Q
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 O 7E0{8
参考文献107 * c xYB
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 HogT#BMs
5.1图像及数字图像简介108 kMK-E<g
5.1.1索引图像108 @c5TSHSL.
5.1.2RGB图像109 :] :q =1;c
5.1.3二值图像109 ,%Dn}mWu
5.1.4灰度图像109 ]81P<Y(7
5.2数字图像的读取、显示及输出110 @q|I$'K]x
5.2.1图像的读取110 D;m> 9{=
5.2.2图像的显示110 F (mm0:lT
5.2.3图像的输出112 I>:M1 Yc0
5.2.4添加颜色条112 q&7J1
5.3图像类型的转化113 Yf<6[(6 O
5.3.1dither函数113 |LWG7
ZE
5.3.2gray2ind函数114 !}<Y^="
5.3.3im2bw函数115 I oj F/
5.3.4rgb2gray函数116 IE,xiV
5.3.5rgb2ind函数116 E7ixl~
5.4图像的代数操作117 HPT$)NeNc
5.4.1图像的相加117 ]H%y7kH8
5.4.2图像的相减119 EE-jU<>|
5.4.3图像的相乘121 R0 AVAUG
5.4.4图像的相除121 F` +}p-
5.5图像的对比度增强123 d'q,:="c
5.5.1线性变换123 :Fu.S1j$
5.5.2非线性变换123 dy`K5lC@
5.6图像的锐化124 r,a V11{
5.6.1边界提取和锐化124 .r $d
8J
5.6.2锐化滤波器125 9*U3uyPi
5.7图像的边缘检测127 m&cVda/
5.7.1边缘检测算子127 HvLvSy1U
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 d%8hWlf fz
5.8基于灰度的图像分割131 rISg`-
5.9图像的膨胀与腐蚀134 6]1cy&SG
5.9.1膨胀和腐蚀134 U TC|8
5.9.2结构元素134 1ti+
Q0~
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 C,HKao\
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Dz3=ksXZ
参考文献136 9Eu.Y
ET.c8K1f
第三部分 实例篇 OLg=kF[[
第6章课程设计综合实例139 #+>8gq^5
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 +a0 q?$\
6.1.1设计目的139 / p}^ Tpu
6.1.2设计任务及具体要求139 r I23e[
6.1.3基本原理概述139 `2.[8%6
6.1.4设计方案及验证140 ^Q0%_V,
参考文献148 B}Qpqa=_c
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 76Ho\}-U">
6.2.1设计目的148 ^`?2g[AA
6.2.2设计任务及要求148 Q+YYj
6.2.3设计原理概述149 ?H3Ls~R
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 s"gNHp.oF
参考文献154 jbZ%Y0km%
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 |L%}@e
Vw_
6.3.1设计目的154 }V:ZGP#!'
6.3.2设计任务及要求155 9=YX9nP
6.3.3设计原理概述155 Ti:PKpc
6.3.4MATLAB仿真实现155 2)cq!Zv
参考文献160 *jE> (J `
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 %z sY=qT
6.4.1设计目的161 mqUn3F3
6.4.2设计任务及要求161 -!4Mmp"2@u
6.4.3设计原理概述161 :rR)rj'
6.4.4设计实现163 6N+ ]g/_a
参考文献169 F`))qCgg]
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 \2]M &n GT
6.5.1设计目的169 WOkAma-
6.5.2设计任务及要求169 _3YZz$07
6.5.3设计原理概述169 ))ArM-02
6.5.4设计实现171 RKru
hF
参考文献178 u2\ QhP 9
6.6基于MATLAB的相关识别178 Fp =O:]
6.6.1设计目的178 0Ez( ;4]3
6.6.2设计任务及要求178 ZMa@/\pf1
6.6.3设计原理概述178 ;xqN#mqq
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 M it3q
参考文献183 Qze.1h
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 f(SK[+aqW
6.7.1设计目的183 Fw.df<
6.7.2设计任务及要求183 ykMdH:
6.7.3设计原理概述183 ^?<gz!(-
6.7.4设计实现185 XSOSy2:
参考文献187 1|bg;X9+
6.8基于MATLAB的激光束合成187 %7}ib z4iF
6.8.1设计目的187 6~b)Hc/
6.8.2设计任务及要求188 Rq`d I~5!b
6.8.3设计原理概述188 Nl$b ;~ u
6.8.4设计实现188 1RHFWK5Si
参考文献193 Te d1Ky2O
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 ^]n:/kZ5"[
6.9.1设计目的194 u7(<YSOs
6.9.2设计任务及要求194 CNMcQP
6.9.3设计原理概述194 y\?NB:=%
6.9.4设计实现197 l~( A(1
参考文献200 oU `{6 ~;
6.10基于MATLAB的人脸识别200 b%wm-p
6.10.1设计目的200 u,~/oTg O
6.10.2设计任务及具体要求201 (baBi9< P=
6.10.3基本原理概述201 vCX
54
6.10.4设计方案及验证201 5.M82rR; ~
6.10.5结论208 Gov ]^?^D-
参考文献208
