《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。 dWR?1sV|e
《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。 ,PJl32
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。 4 J !1$
tOnaD]J
第一部分 语言篇 g[8V fIe
第1章MATLAB语言概述3 2YuaPq/
1.1MATLAB简介3 ;r4 9H<z
1.1.1MATLAB的发展历程3 np=m ~k
1.1.2MATLAB的主要特点3 cn<9!2a
1.2MATLAB的系统组成4 /%=#*/E7
1.2.1MATLAB开发环境4 *%B% BJnX
1.2.2MATLAB数学函数库5 GY@Np^>[a
1.2.3MATLAB语言5 Kl(}s{YFn.
1.2.4MATLAB图形处理系统5 A~*Wr+pv
1.2.5MATLAB程序接口5 SK;f #quUQ
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 t^8#~o!%
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 dXe763~<
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 D Sd 5 ?
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 g|)e3q{M
1.4.1菜单和工具栏9 {E W}Wd
1.4.2命令行窗口10 xqP0Z) ,Ow
1.4.3工作区11 Sl:\5]'yJ
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 m"86O:S#d
1.5.1帮助窗口11 r\_rnM)_xN
1.5.2帮助命令12 n0 !S;HH-
1.5.3演示系统（Demos）13 aFIet55o
1.5.4帮助系统导航浏览器13 lCd^|E
1.5.5远程帮助系统14 =\Cb X
1.6MATLAB的基本操作命令14 &_q;X;}
1.6.1通用命令和编辑键14 +=\S "e[F
1.6.2文件管理15 [0/ ? (i|
1.7MATLAB使用初步16 )I1LBvfQ
习题16 o|^0DYb
第2章MATLAB的基本语法17 86R}G/>>e
2.1数据类型17 @VxBURZ?
2.1.1数值类型17 u:g(x+u4:
2.1.2字符串17 rQKBT]?y
2.1.3逻辑类型19 i;/qJKr&#
2.1.4元胞数组20 N#T MU
2.1.5构架数组21 9
* ] Z
2.1.6函数句柄（function）21 >f`}CLsY
2.2变量22 8Yb/ c*
2.2.1变量命名的规则22 H{yPi7 P
2.2.2变量的赋值22 |7|mnOBdDf
2.2.3MATLAB变量的显示23 Qf cW
2.2.4MATLAB变量的存取24 v^,A~oe`t
2.3数组及向量运算24 `e`4[I
2.3.1数组和向量的创建24 Y I%S)$
2.3.2数组的寻址27 (&njZdcb*
2.3.3数组的运算27 tvFJ^ 5
2.3.4向量运算29 >V;<K?5B`W
2.4矩阵及其运算30 ;`F0
%0d
2.4.1矩阵的创建30 r9b`3yr=
2.4.2矩阵的运算31 ;u ba
2.4.3矩阵的常用函数运算33 *}[ @*
2.5多项式及其运算34 uVp R^
2.5.1多项式的构造34 ORfA]I-u
2.5.2多项式的运算34 NA\,o;ka
2.5.3多项式拟合36 ?hfos Bn&[
2.6符号运算37 W_iP/xL
2.6.1基本符号对象37 (\WePOy&
2.6.2符号表达式38 Ch7eUTq A@
2.6.3符号表达式的运算38 3F X` dZ
2.6.4常用的符号运算39 *}mtVa_|
2.7MATLAB绘图40 W ZFV8 '
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 J~ c]9t
2.7.2二维绘图41 1 ViD S
2.7.3图形修饰43 "QiUuD=
2.7.4三维绘图46 *&5G+d2
2.7.5特殊图形48 sM?DNE^BvW
2.7.6四维图形50 `bH Eu"(,
2.8MATLAB程序设计51 xmVK{Q YT$
2.8.1M文件编辑器51 fF *a/\h %
2.8.2命令文件53 jkD5Z`D
2.8.3函数文件53 -Tz9J4xU&
2.8.4M文件的规则54 :;7q up
2.8.5全局变量与局部变量54 r *tGT_/6
2.8.6程序流控制55 d6M
d~$R
2.8.7程序设计举例58 $}HSU>,%
2.8.8程序设计的基本原则60 .6/[ X` *
习题60 pl7!O9 b o
参考文献62 7L]fCw
p[
DtZkrj)D/
第二部分 应用篇 TF{
xFb)
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 d[O.UzQ
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 Zu+Z7@$}/
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 ?!A{n3\<
3.1.2电矢量垂直入射面66 hPEK@
3.1.3菲涅耳公式66 .WtaU
3.2光的干涉68 IHB{US1G
3.2.1波的叠加原理68 5gEUE {S
3.2.2光波的干涉71 OSq"q-Q
3.2.3杨氏干涉实验71 2Q Bq
3.2.4牛顿环74 v"bOv"!al
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 v,2{Vr
3.3光的衍射79 Ymn0?$,D1=
3.3.1光的衍射现象79 W=G[hT5L{
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 6lZhV[~Z/
3.3.3光栅衍射83 o#6j+fo!n
3.4光的偏振84 IS8ppu&E
3.4.1光波的偏振态84 `FmI?:Cv
3.4.2光波的偏振态的仿真85 y~W6DL}
3.5平行光束通过透镜聚焦87 mNuv>GAb
3.5.1平凸透镜光线追迹87 UU A7m$F1
参考文献90 |yqx
]
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 -5E%f| U
4.1信息光学函数91 YZmD: P
4.1.1矩形函数91 5[;p<GqGN
4.1.2阶跃函数93 Nf3Kz#!B
4.1.3符号函数94 .@xwl}o$OL
4.1.4sinc函数94 M)-+j{<
4.1.5高斯函数95 fe&K2C%bm
4.2傅里叶变换97 9]d$G$ Kv9
4.3卷积定理99 > Y[{m $-
4.4傅里叶透镜的仿真101 j@ =n|cq
4.5计算全息103 `Y$LXF~,Om
4.5.1全息透镜103 -6 DfM,
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ]@Z j-n8
参考文献107 iD{;!dUZ
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 F"9 q Bl~
5.1图像及数字图像简介108 S . 1~#
5.1.1索引图像108 $~U_VQIA^
5.1.2RGB图像109 }Z%*gfp
5.1.3二值图像109 LN_6>u
5.1.4灰度图像109 D'A)H
5.2数字图像的读取、显示及输出110 I`FH^=
5.2.1图像的读取110 9jJ&QACn
5.2.2图像的显示110 +EkZyM~ z2
5.2.3图像的输出112 } CQ GvH
5.2.4添加颜色条112 gLu #M:4N
5.3图像类型的转化113 m& o&XVC
5.3.1dither函数113 Mi S$Y
5.3.2gray2ind函数114 8[xb+_
5.3.3im2bw函数115 *mq+w &
5.3.4rgb2gray函数116 a0y;c@pkO
5.3.5rgb2ind函数116 22(0Jb\_
5.4图像的代数操作117 [x,_0-_
5.4.1图像的相加117 L?0dZY-"
5.4.2图像的相减119 y%3Yr?]
5.4.3图像的相乘121 |'1[\<MM3
5.4.4图像的相除121 xS*f{5Hr8
5.5图像的对比度增强123 {3`9A7bG
5.5.1线性变换123 8 =J6{{E
5.5.2非线性变换123 pbju;h)O!|
5.6图像的锐化124 m#DC;(Pn
5.6.1边界提取和锐化124 <Gs)~T#'
5.6.2锐化滤波器125 = >/aM7]
5.7图像的边缘检测127 nj
#Ab
5.7.1边缘检测算子127 o;-)84Aa
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 (?)". Q0
5.8基于灰度的图像分割131 ;M\H#%G.
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Q%q_
5.9.1膨胀和腐蚀134 yO$ ]9
5.9.2结构元素134 ~ #@sZ0/<
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 1R1J/Z*V/
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 k >U&Us0
参考文献136 v0\2%PC
iK'bV<V&7
第三部分 实例篇 Exk[ ;lI
第6章课程设计综合实例139 "-(yZigQ
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ;o"}7'4*R%
6.1.1设计目的139 ^!N _Nx/M
6.1.2设计任务及具体要求139 D.U)R7(
6.1.3基本原理概述139 uppA`>
6.1.4设计方案及验证140 VA .:'yQtJ
参考文献148 ~Ui<y=d
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 9cX
~
6.2.1设计目的148 VO[s:e9L
6.2.2设计任务及要求148 uu]<R@!J
6.2.3设计原理概述149 !<@k\~9^D
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ="<+^$7:k
参考文献154 SJj0*ry:
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 ImyB4welo
6.3.1设计目的154 O B l-6W
6.3.2设计任务及要求155 >*{\N^:z
6.3.3设计原理概述155 $w#C;2k]N
6.3.4MATLAB仿真实现155 h #'(UZ
参考文献160 q_ ']i6
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 .B_) w:oF
6.4.1设计目的161 X=mzo\Aos
6.4.2设计任务及要求161 Y(W>([59
6.4.3设计原理概述161 (/tb e@<
6.4.4设计实现163 uFL~^vz
参考文献169 *A;~~ SQ
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 >jRz4%
6.5.1设计目的169 b78'yM&
6.5.2设计任务及要求169 \0'o*nlJ
6.5.3设计原理概述169 ~'=s?\I
6.5.4设计实现171 q2Ax -#
参考文献178 c_ v j't
6.6基于MATLAB的相关识别178 91}QuYv/_
6.6.1设计目的178
lrU}_`
6.6.2设计任务及要求178 srO {Ci0
6.6.3设计原理概述178 F+v? 2|03
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 lm o>z'<
参考文献183 s>76?Q:i
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 %}x/ fq
6.7.1设计目的183 wQlK[F]!>
6.7.2设计任务及要求183 7V%}U5
6.7.3设计原理概述183 w*u HB;?
6.7.4设计实现185 # ZeZs 31
参考文献187 p
p9Gzn C
6.8基于MATLAB的激光束合成187 sq*d?<:3
6.8.1设计目的187 |wQ|h$|
6.8.2设计任务及要求188 !2>gC"$nv
6.8.3设计原理概述188 ePP-&V"`"
6.8.4设计实现188 VfAIx]Fa
参考文献193 n*{e0,gp`
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 <RKh%4#~
6.9.1设计目的194 i/NY86A
6.9.2设计任务及要求194 +^1H tI|y
6.9.3设计原理概述194 YFy5>* W
6.9.4设计实现197 v%VCFJ
参考文献200 GGo
nA
6.10基于MATLAB的人脸识别200 @G~ T&6E!
6.10.1设计目的200 \\Fl,'
6.10.2设计任务及具体要求201 l5l: 'EY>
6.10.3基本原理概述201 (S&X??jfB5
6.10.4设计方案及验证201 ~^UQw? ;
6.10.5结论208 ?r"m*fY%
参考文献208
