《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。 qT^I?g"!
《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。 ye MB0Z*r
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。 Bi{$@n&?f
,I, \ml
第一部分 语言篇 p3 ^ m9J
第1章MATLAB语言概述3 /gG"v5]
1.1MATLAB简介3 Je E ;V![
1.1.1MATLAB的发展历程3 GP#aya
1.1.2MATLAB的主要特点3 v;ZA 4c
1.2MATLAB的系统组成4 /~<@ *-'
1.2.1MATLAB开发环境4 @/31IOIV]`
1.2.2MATLAB数学函数库5 m |G'K[8
1.2.3MATLAB语言5 &U db9
1.2.4MATLAB图形处理系统5 GmP@;[H"
1.2.5MATLAB程序接口5 c??mL4$'N
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 :*KHx|Q
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 2=^m9%
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ^cuc.g)c$?
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 =z
/dcC$r
1.4.1菜单和工具栏9 >j QWn@
1.4.2命令行窗口10 <q@a~'Ai?!
1.4.3工作区11 w Y_) y
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 ^t#&@ -'(d
1.5.1帮助窗口11 a5 TioQ
1.5.2帮助命令12 l~$+,U&XNe
1.5.3演示系统（Demos）13 ^=-y%kp"
1.5.4帮助系统导航浏览器13 .~7FyLl$
1.5.5远程帮助系统14 Kuu *&u
1.6MATLAB的基本操作命令14 @ nCd
1.6.1通用命令和编辑键14 v
p/yG
1.6.2文件管理15 {Sj9%2'M)
1.7MATLAB使用初步16 *vwbgJG! *
习题16 q1KZ5G)6GJ
第2章MATLAB的基本语法17 D-._z: _
2.1数据类型17 =7m)sxj]w
2.1.1数值类型17 =D<PVGo9
2.1.2字符串17 L bmawi^
2.1.3逻辑类型19 ^0 \
2.1.4元胞数组20 ~G6Ox) /
2.1.5构架数组21 /x
p|
2.1.6函数句柄（function）21 9eQxit7
2.2变量22 _dhgAx-H)h
2.2.1变量命名的规则22 #6 H A\dE
2.2.2变量的赋值22 1^}[&ar
2.2.3MATLAB变量的显示23 MjC_ ( cs
2.2.4MATLAB变量的存取24 y1+*6|
2.3数组及向量运算24 kZGRxp9
2.3.1数组和向量的创建24 I!Z_ [M
2.3.2数组的寻址27 2so !
2.3.3数组的运算27 2`N,,
2.3.4向量运算29 vkEiOFU!u
2.4矩阵及其运算30 "ozr+:#\
2.4.1矩阵的创建30 ?q{ ,R"
2.4.2矩阵的运算31 x#xFh0CA
2.4.3矩阵的常用函数运算33 heC/\@B
2.5多项式及其运算34 Ay0U=#XP
2.5.1多项式的构造34 ,N]H dR
2.5.2多项式的运算34 UKT%13CO4U
2.5.3多项式拟合36 ORJIo
2.6符号运算37 p o2!
2.6.1基本符号对象37 jk [1{I/
2.6.2符号表达式38 &&8IU;J
2.6.3符号表达式的运算38 ij( B,Y
2.6.4常用的符号运算39 E^/t$M| H
2.7MATLAB绘图40 n%o5kV x0
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 8"8t-E#?
2.7.2二维绘图41 #(N+(():
2.7.3图形修饰43 !W}9no
2.7.4三维绘图46 )I^7 )x
2.7.5特殊图形48 YSic-6z0Ms
2.7.6四维图形50 7` zHX&-W
2.8MATLAB程序设计51 nG'&ZjA
2.8.1M文件编辑器51 1 q:2\d]
2.8.2命令文件53 )f[
B6Y
2.8.3函数文件53 W rxP
2.8.4M文件的规则54 V k
K
2.8.5全局变量与局部变量54 (3 Two}
2.8.6程序流控制55 q1"$<# t
2.8.7程序设计举例58 K}buH\yco
2.8.8程序设计的基本原则60 6z#a cE1)M
习题60 -w}]fb2Q>
参考文献62 8hOk{xs8
mGJKvJF
第二部分 应用篇 Oj3.q#)`Z
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 S >X:ZYYC
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 75f"'nJ)
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 wsZF;8u t
3.1.2电矢量垂直入射面66 M/>7pZW
3.1.3菲涅耳公式66 Q kEvw<
3.2光的干涉68 Dwr)0nk
3.2.1波的叠加原理68 cdl&9-}
3.2.2光波的干涉71 k;AD`7(=
3.2.3杨氏干涉实验71 &_dt>.
3.2.4牛顿环74 !;Yg/'vD-
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 cl[ BF'.H
3.3光的衍射79 Y)0*b5?1r
3.3.1光的衍射现象79 AS'R?aX|C
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 CrC^1K
3.3.3光栅衍射83 _~IR6dKE
3.4光的偏振84 GP!?^r:en
3.4.1光波的偏振态84 o{* e'4
3.4.2光波的偏振态的仿真85 sJ;g$TB
3.5平行光束通过透镜聚焦87 TN!j13,
3.5.1平凸透镜光线追迹87 9Y IM'q>`v
参考文献90 n BjqTud
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 vM*-D{
4.1信息光学函数91 TJ_$vI
4.1.1矩形函数91 0=@?ob7
4.1.2阶跃函数93 *}F3M\
4.1.3符号函数94 jVv0ST*z
4.1.4sinc函数94 Se :.4<
4.1.5高斯函数95 [,t*Pfq'W8
4.2傅里叶变换97 L[oui,}_
4.3卷积定理99 @Owb?(6?
4.4傅里叶透镜的仿真101 .zA^)qgL
4.5计算全息103 y I HXg#
4.5.1全息透镜103 >Wm `v.-
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 b#uL?f
参考文献107 :1cV ;gJ
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 [YRz*5
5.1图像及数字图像简介108 $UMFNjL
5.1.1索引图像108 |% F=po>w
5.1.2RGB图像109 5,3'=mA6
5.1.3二值图像109 >:A ARx%
5.1.4灰度图像109 l P[w?O
5.2数字图像的读取、显示及输出110 bU>U14ix<
5.2.1图像的读取110 CJ/X}hi,
5.2.2图像的显示110 2#KJ asX
5.2.3图像的输出112 > BR(W d.
5.2.4添加颜色条112 J`peX0Stl
5.3图像类型的转化113 c(3~0Yr
5.3.1dither函数113 R0P
iv:
5.3.2gray2ind函数114 ~bM4[*Q7
5.3.3im2bw函数115 CY
4gSe?
5.3.4rgb2gray函数116 MW! srTQ_
5.3.5rgb2ind函数116 nHnK)9\ N
5.4图像的代数操作117 prC;L*~8
5.4.1图像的相加117 V/%>4GYnC
5.4.2图像的相减119 9=v MgW
5.4.3图像的相乘121 0IwA#[m1`
5.4.4图像的相除121 (yu/l 6[
5.5图像的对比度增强123 p#01gB
5.5.1线性变换123 iq C|G/
5.5.2非线性变换123 H{@Yo\J
5.6图像的锐化124 I?h)OvWd
5.6.1边界提取和锐化124 iQ tN Aj
5.6.2锐化滤波器125 a=1NE D'
5.7图像的边缘检测127 #+:9T /*>0
5.7.1边缘检测算子127 = }lh_
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 RHaI ~jb
5.8基于灰度的图像分割131 .GsV>H
5.9图像的膨胀与腐蚀134 <Y*+|T+&d
5.9.1膨胀和腐蚀134 (_niMQtF}
5.9.2结构元素134 ]9YJ,d@J
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 ^`*9QjY
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 KK1 gNC4R
参考文献136 -MW_| MG
HFKf kAl
第三部分 实例篇 _K`wG}YIE
第6章课程设计综合实例139 =[H;orMr
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 4E; VM{
6.1.1设计目的139 S/}2; \Xm
6.1.2设计任务及具体要求139
txJr;
6.1.3基本原理概述139 ]p _L)
6.1.4设计方案及验证140 %b%-Ogz;4
参考文献148 7F zA*
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 Z8# (kmBdB
6.2.1设计目的148 & Lt}=3G
6.2.2设计任务及要求148 aUzBV\Yd}
6.2.3设计原理概述149 '{a/2
l
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 vX{J' H]u
参考文献154 w:%o?pKet1
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 A'j;\
`1
6.3.1设计目的154 GS 0;bI4ay
6.3.2设计任务及要求155 CpA|4'#
6.3.3设计原理概述155 =q>'19^Jx
6.3.4MATLAB仿真实现155 '= _/ 1F*q
参考文献160 CUO+9X-<8
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 VLS0XKI)
6.4.1设计目的161 !Nu<xq@!
6.4.2设计任务及要求161 ?HTj mIb
6.4.3设计原理概述161 ~"!]
3C,L
6.4.4设计实现163 8B7 cBkl:
参考文献169 u\E?Y[1
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 TMAJb+@l:
6.5.1设计目的169 2VF%@p
6.5.2设计任务及要求169 /mXBvY
6.5.3设计原理概述169 1 LqoF{S:
6.5.4设计实现171 p M^9c7@!:
参考文献178 )i~cr2Hk
6.6基于MATLAB的相关识别178 c|lu&}BS
6.6.1设计目的178 (hTCK8HK
6.6.2设计任务及要求178 03xa'Of>
6.6.3设计原理概述178 nA?`BOe(
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 <:(6EKJAq}
参考文献183 l\BVS )
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 *YW/_
6.7.1设计目的183 r> dwDBE
6.7.2设计任务及要求183 #,S 0HDDHn
6.7.3设计原理概述183 @En^wN
6.7.4设计实现185 2Gz}T _e
参考文献187 ,/Y F-L$(t
6.8基于MATLAB的激光束合成187 mYxuA0/k
6.8.1设计目的187 T:t]"d} }
6.8.2设计任务及要求188 w3#Wh|LQ-
6.8.3设计原理概述188 g+Dz scIT
6.8.4设计实现188 +~'865 {
参考文献193 cmBB[pk\
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 DamC F
6.9.1设计目的194 ZZWD8 AX
6.9.2设计任务及要求194 0T@ Zb={
6.9.3设计原理概述194 Yb:\a/ y
6.9.4设计实现197 flk=>h|
参考文献200 _ 6O \W%it
6.10基于MATLAB的人脸识别200 P6E3-?4j
6.10.1设计目的200 LL] zT H0
6.10.2设计任务及具体要求201 yN~dU0.G6!
6.10.3基本原理概述201 ^=C{.{n
6.10.4设计方案及验证201 (H )2 s Y
6.10.5结论208 VK}fsOnj0
参考文献208
