《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。 ThT.iD[
《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。 #/& q
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。 P~b%;*m}8
#U6/@l)
第一部分 语言篇 r`mzsO-'
第1章MATLAB语言概述3 A ydy=sj
1.1MATLAB简介3 &L[8Mju6
1.1.1MATLAB的发展历程3 x r+E
1.1.2MATLAB的主要特点3 z~A(IQO
1.2MATLAB的系统组成4 IAt+S-q0
1.2.1MATLAB开发环境4 j3V"d 3)
1.2.2MATLAB数学函数库5 Hsux>+Q
1.2.3MATLAB语言5 ] BP^.N =
1.2.4MATLAB图形处理系统5 W+-f `
1.2.5MATLAB程序接口5 4F 6ju6w
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 .[eSKtbc )
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 s]V{}bY`
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 l#J>It\
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 OM.(g%2
1.4.1菜单和工具栏9 p lz=G}Y
1.4.2命令行窗口10 [3bwbfHhi
1.4.3工作区11 *SAcH_I2$>
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 m-pIFL<^N
1.5.1帮助窗口11 + $pO
1.5.2帮助命令12 E!(`275s
1.5.3演示系统（Demos）13 '
m# Ymp
1.5.4帮助系统导航浏览器13 `zvT5=*-#
1.5.5远程帮助系统14 #f jX|b
1.6MATLAB的基本操作命令14 2Xk1A S
1.6.1通用命令和编辑键14 .jG.90
1.6.2文件管理15 f|HgLFx
1.7MATLAB使用初步16 =,} !Ns{k
习题16 b^|,9en
第2章MATLAB的基本语法17 mhHm #
2.1数据类型17 )I0g&e^Tzy
2.1.1数值类型17 T J"{nB
2.1.2字符串17 B1AF4}~5
2.1.3逻辑类型19 D-;43>yi<
2.1.4元胞数组20 DQHGq_unP
2.1.5构架数组21 :fMM-?s ]
2.1.6函数句柄（function）21 9DocId.
2.2变量22 KTS7)2ci
2.2.1变量命名的规则22 )F9V=PJE
2.2.2变量的赋值22 nq w*oLFQ
2.2.3MATLAB变量的显示23 M3xi 0/.
2.2.4MATLAB变量的存取24 rt4|GVa
2.3数组及向量运算24 N '1 [t
2.3.1数组和向量的创建24 v(WL 3[ y;
2.3.2数组的寻址27
61 HqBa
2.3.3数组的运算27 kv`3Y0R-"
2.3.4向量运算29 %>QSeX
2.4矩阵及其运算30 ]`+"o[
2.4.1矩阵的创建30 U S~JLJI
2.4.2矩阵的运算31 A_dYN?^?|
2.4.3矩阵的常用函数运算33 s!zr>N"
2.5多项式及其运算34 Vt 5XC~jK
2.5.1多项式的构造34 @x\gk5
2.5.2多项式的运算34 vcUM]m8k
2.5.3多项式拟合36 -Z#]_C{Y-)
2.6符号运算37 k@X
A s
2.6.1基本符号对象37 Tr+Y@]"
2.6.2符号表达式38 ;Q%19f3,6
2.6.3符号表达式的运算38 vzQmijr-
2.6.4常用的符号运算39 [_z2z6
2.7MATLAB绘图40 Mdq'> <ajL
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 O"w_sw
2.7.2二维绘图41 E9NGdp&-Ah
2.7.3图形修饰43 &qj&WfrB,
2.7.4三维绘图46 d(cYtM ,P
2.7.5特殊图形48 9hi(P*%q
2.7.6四维图形50 CpJXLc3_d5
2.8MATLAB程序设计51 pl? J<48
2.8.1M文件编辑器51 ZJ'H y5?
2.8.2命令文件53 u K &_IE}
2.8.3函数文件53 GVPEene
2.8.4M文件的规则54 l=G#gKE
2.8.5全局变量与局部变量54 QrRCsy70
2.8.6程序流控制55 N =}Z #
2.8.7程序设计举例58 !!Gi.VL
2.8.8程序设计的基本原则60 dXy"yQ>{
习题60 BB}iBf I'
参考文献62 `E%d $
o ML
K!]a
第二部分 应用篇 MhXm-<4
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 A&|(%
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 GAe_Z( T
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 +R jD\6bJb
3.1.2电矢量垂直入射面66 [75e\=wK
3.1.3菲涅耳公式66 k{$"-3ed
3.2光的干涉68 j;c ^pLUP
3.2.1波的叠加原理68 o lW`.3f
3.2.2光波的干涉71 >@\?\!Go
3.2.3杨氏干涉实验71 I;PO$T
3.2.4牛顿环74 Pt xc9~k
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 v}t :}M< ;
3.3光的衍射79 E8V\J
3.3.1光的衍射现象79 v8M#%QoA
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 U\plt%2m>
3.3.3光栅衍射83 -"b3q
3.4光的偏振84 x6mq['_
3.4.1光波的偏振态84 Qpu2RfP
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Wam?(!{mOf
3.5平行光束通过透镜聚焦87 ymJw{&^am
3.5.1平凸透镜光线追迹87 Ho*R LVI0U
参考文献90 >Qu^{o
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 >LZ)<-Mk
4.1信息光学函数91 `RLrT3 4
4.1.1矩形函数91 I ywx1ac
4.1.2阶跃函数93 m| ?J^_
4.1.3符号函数94 O r~6t}f
4.1.4sinc函数94 lAt1Mq} ?P
4.1.5高斯函数95 MPw7!G(qj
4.2傅里叶变换97 6R,b 8
4.3卷积定理99 fu;B ?mIn
4.4傅里叶透镜的仿真101 |Y8o+O_`
4.5计算全息103 _A~gqOe
4.5.1全息透镜103 yM ~D.D3H
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 [~0q )
参考文献107 {:j!@w 3
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 V '4}9J
5.1图像及数字图像简介108 "+Yn ;9
5.1.1索引图像108 9`VF
[*
9
5.1.2RGB图像109 pIjVJ9+j
5.1.3二值图像109 Z-V%lRQ=b
5.1.4灰度图像109 ,3[<C)'[
5.2数字图像的读取、显示及输出110
=) >q.R9
5.2.1图像的读取110 ~#Mx&mZ
5.2.2图像的显示110 S :|*wB
5.2.3图像的输出112 s$G8`$+i1
5.2.4添加颜色条112 NGzqiu"J
5.3图像类型的转化113 YA8~ O5
5.3.1dither函数113 +`[Sv%v&L
5.3.2gray2ind函数114 >gl <$LQ?X
5.3.3im2bw函数115 S, >n'r[
5.3.4rgb2gray函数116 kV<)>Gs
5.3.5rgb2ind函数116 X Y?@^
5.4图像的代数操作117 N* -Z Jv
5.4.1图像的相加117 &g {_.n,
5.4.2图像的相减119 b
DvbM
5.4.3图像的相乘121 bME3" e{O
5.4.4图像的相除121 S?tLIi/
5.5图像的对比度增强123 QQcj"s
5.5.1线性变换123 ?5gpk1
5.5.2非线性变换123 _L. yt5_
5.6图像的锐化124 N/=3Bs0y-
5.6.1边界提取和锐化124 e@By@r&nql
5.6.2锐化滤波器125 K>6p5*&
5.7图像的边缘检测127 H|O}Dsj
5.7.1边缘检测算子127 boon =;{p
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 {P+[C O
5.8基于灰度的图像分割131 jXR+>=_
5.9图像的膨胀与腐蚀134 4Fq}*QJ-
5.9.1膨胀和腐蚀134 #+\G-
=-
5.9.2结构元素134 K@lV P!z
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 z$b!J$A1
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ]vErF=[U,
参考文献136 u&bU !ZI
+.cv,1Vx
第三部分 实例篇 I-"{m/PEdg
第6章课程设计综合实例139 xb\:H@92
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 _%B`Y ?I`
6.1.1设计目的139 bS<p dOX_
6.1.2设计任务及具体要求139 +Eg# 8/q
6.1.3基本原理概述139 N|}`p"
6.1.4设计方案及验证140 .|-y+9IP
参考文献148 uU s>/+
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 :P~Ow z
6.2.1设计目的148 z(qz(`eGC&
6.2.2设计任务及要求148 E
.5xzY
6.2.3设计原理概述149 8E{>czF"
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 e+ TNG &_
参考文献154 <i-RF-*S
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 lla96\R
6.3.1设计目的154 ^p/mJ1/s7
6.3.2设计任务及要求155 dPId=
w)
6.3.3设计原理概述155 8b!_b2Za
6.3.4MATLAB仿真实现155 W{d/ m;<@N
参考文献160 >wwEa4
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 htaLOTO;A
6.4.1设计目的161 9m{rQ P/
6.4.2设计任务及要求161 P9vROzXK
6.4.3设计原理概述161 `<q5RuU
6.4.4设计实现163 %s> E@[s
参考文献169 rB]/N,R
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 bv "S(
6.5.1设计目的169 v]~[~\|a
6.5.2设计任务及要求169 ix;8S=eP~{
6.5.3设计原理概述169 ?%(*bRV -
6.5.4设计实现171 /_\4( vvf
参考文献178 zAewE@N#_
6.6基于MATLAB的相关识别178 oLoa71Q}
6.6.1设计目的178 FBsw\P5w
6.6.2设计任务及要求178 [@;Z
xs
6.6.3设计原理概述178 >B0S5:S$W
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 uHYI :(O
参考文献183 g=Lt 2UIJ
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 Qs a2i w{
6.7.1设计目的183 <>TBM^
6.7.2设计任务及要求183 4.TG&IQ
nN
6.7.3设计原理概述183 Er)b( Kk
6.7.4设计实现185 syF/jWM5
参考文献187 ^&By e?`5
6.8基于MATLAB的激光束合成187 bu-
RU(%
6.8.1设计目的187 0dW1I|jR
6.8.2设计任务及要求188 ~gN'";1i
6.8.3设计原理概述188 c1[;a>
6.8.4设计实现188 gQ~4udla.
参考文献193 @p; 4g_F
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 l}x{.q7U l
6.9.1设计目的194 \] K -<&f
6.9.2设计任务及要求194 <S
qbj;
6.9.3设计原理概述194 <9"i_d%
6.9.4设计实现197 n !QjptQ
参考文献200 >:=TS"}yS}
6.10基于MATLAB的人脸识别200 IF=rD- x
6.10.1设计目的200 IWkBq]Y
6.10.2设计任务及具体要求201 ;
OsN^
6.10.3基本原理概述201 i! NGX
6.10.4设计方案及验证201 ~$`b{
6.10.5结论208 hf[K\aAk
参考文献208
