《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。 jTIG #J)
《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。 o
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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。 ] h(Iun
Babzrt -
第一部分 语言篇 M-Efe_VRQc
第1章MATLAB语言概述3 _G/ R;N71
1.1MATLAB简介3 76 )"uqv1x
1.1.1MATLAB的发展历程3 ": M]3.
1.1.2MATLAB的主要特点3 $sda'L5^p
1.2MATLAB的系统组成4 sA| SOAn
1.2.1MATLAB开发环境4 f J c(
1.2.2MATLAB数学函数库5 ;Jg$C ~3tf
1.2.3MATLAB语言5 aH'fAX0bF
1.2.4MATLAB图形处理系统5 RBn/7
1.2.5MATLAB程序接口5 hQm=9gS
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 vjx'yh|
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 [1 P_^.Htr
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ]$r]GVeN}H
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 nLz;L r!
1.4.1菜单和工具栏9 F{E @snc
1.4.2命令行窗口10 Rd Wn =;
1.4.3工作区11 _Fa\y ZX
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 DX>LB$dy?
1.5.1帮助窗口11 Y^!qeY
1.5.2帮助命令12 Ia}qDGqPp!
1.5.3演示系统（Demos）13 =JzzrM|V*
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Q:megU'u
1.5.5远程帮助系统14 1Ys=KA-!_x
1.6MATLAB的基本操作命令14 E2>{ se Z
1.6.1通用命令和编辑键14 _.; PLq~0
1.6.2文件管理15 0j!3\=P$
1.7MATLAB使用初步16 w!6 {{m
习题16 \#:
W
第2章MATLAB的基本语法17 w)+1^eW
2.1数据类型17 ;QXg*GNAv$
2.1.1数值类型17 cLf 90|YFp
2.1.2字符串17 49=pB,H;H
2.1.3逻辑类型19 Q ^2dZXk ~
2.1.4元胞数组20 uD=Kar
2.1.5构架数组21 Rh^@1{yr
2.1.6函数句柄（function）21 M11\Di1
2.2变量22 |w|c!;,
2.2.1变量命名的规则22 it\$Pih]
2.2.2变量的赋值22 `KA==;0
2.2.3MATLAB变量的显示23 ?YL J Xq
2.2.4MATLAB变量的存取24 ,FzkGB#
2.3数组及向量运算24 yO)xN=o^\
2.3.1数组和向量的创建24 c8X;4
My
2.3.2数组的寻址27 w gS'/
2.3.3数组的运算27 + m-88
2.3.4向量运算29 p-.kBF
2.4矩阵及其运算30 HAK,z0/
2.4.1矩阵的创建30 hb3: ,c(
2.4.2矩阵的运算31 U, i_}O3Q
2.4.3矩阵的常用函数运算33 #17 &rizl
2.5多项式及其运算34 #wIWh^^ Zy
2.5.1多项式的构造34 I sI5c
2.5.2多项式的运算34 v3 Vve:}+
2.5.3多项式拟合36 gxVr1DIkN
2.6符号运算37 <jV,VKL#
2.6.1基本符号对象37 (2H
G V+Dg
2.6.2符号表达式38 lg-_[!4Z
2.6.3符号表达式的运算38 Y
bJg{Sb
2.6.4常用的符号运算39 aJ(/r.1G
2.7MATLAB绘图40 ZEI)U,
I.
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 h^=;\ng1l
2.7.2二维绘图41 .S 54:vs
2.7.3图形修饰43 rt*x[5<
2.7.4三维绘图46 0 (-4"u>?
2.7.5特殊图形48 .?6p ~
2.7.6四维图形50 [oU\l + t
2.8MATLAB程序设计51 NuR7pjNMZ
2.8.1M文件编辑器51 ~
q-Z-MA
2.8.2命令文件53 x>EL|Q=?
2.8.3函数文件53 -8 qCCV&1i
2.8.4M文件的规则54 >1!u]R<3
2.8.5全局变量与局部变量54 b
V EJ
2.8.6程序流控制55 9{;L7`<
2.8.7程序设计举例58 #b;?:.m\=
2.8.8程序设计的基本原则60 y` n?f|nf
习题60 %J-0%-/_S:
参考文献62 >IaGa!4
h}SZ+G/L
第二部分 应用篇 uluAqDz`
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 ~7ZZb*].(
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 N0w?c 5>
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 H Z'rM5Kq
3.1.2电矢量垂直入射面66 nDraX_sm=
3.1.3菲涅耳公式66 j<(E %KN3
3.2光的干涉68 =8 @DYz'
3.2.1波的叠加原理68 8HKv _vl
3.2.2光波的干涉71 e&
`"}^X;I
3.2.3杨氏干涉实验71 6m?<"y8]
3.2.4牛顿环74 !lfE7 |\p
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 0`S{>G
3.3光的衍射79 "G@K(bnHn
3.3.1光的衍射现象79 c0Ih$z
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 ^~V2xCu !
3.3.3光栅衍射83 _\\Al v.
3.4光的偏振84 b Sw^a{~)
3.4.1光波的偏振态84
@!OXLM
3.4.2光波的偏振态的仿真85 eX#.Zt]
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Ext C\(X;
3.5.1平凸透镜光线追迹87 f9K7^qwkiz
参考文献90 .@)vJtH)
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 #[jS&rr(
4.1信息光学函数91 VVSt,/SO
4.1.1矩形函数91 GxzO|vFQ
4.1.2阶跃函数93 2ul8]=
4.1.3符号函数94 4q] 6[/
4.1.4sinc函数94 1@ OpvO5
4.1.5高斯函数95 `$> Y
4.2傅里叶变换97 kV1L.Xg
4.3卷积定理99 BmV `<Q,
4.4傅里叶透镜的仿真101 '/xynk%)xw
4.5计算全息103 F62 uDyY
4.5.1全息透镜103 fhN\AjB6Td
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 B{Vc-qJ
参考文献107 a9e0lW:=c
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 %}TJr]'F
5.1图像及数字图像简介108 a^l)vh{+
5.1.1索引图像108 FcM)v"bF&]
5.1.2RGB图像109 =i vlS
5.1.3二值图像109 (NFrZ0
5.1.4灰度图像109 @Pcgm"H<
5.2数字图像的读取、显示及输出110 )
Z3KO
5.2.1图像的读取110 nPvys~D
5.2.2图像的显示110 r =x"E$
5.2.3图像的输出112 Ua
\f]y
5.2.4添加颜色条112 H Y5R
5.3图像类型的转化113 c #{| sR5
5.3.1dither函数113 GwF8ze+cH
5.3.2gray2ind函数114 T9$~tv,5F
5.3.3im2bw函数115 vNjc
5.3.4rgb2gray函数116 r 2#G|/=@
5.3.5rgb2ind函数116 uEb:uENk'(
5.4图像的代数操作117 2g O@
5.4.1图像的相加117 y%vAEQ2j=
5.4.2图像的相减119 /(8"]f/
5.4.3图像的相乘121 3T.V*&
5.4.4图像的相除121 `WH$rx!
5.5图像的对比度增强123 9BZ B1o X
5.5.1线性变换123 1,=:an
5.5.2非线性变换123 H_f8/H
5.6图像的锐化124 !k%
PP
5.6.1边界提取和锐化124 m ^XO77"
5.6.2锐化滤波器125 2o(O`;z
5.7图像的边缘检测127 "=DQ { (L
5.7.1边缘检测算子127 $ H+X'1
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 r4P%.YO+X
5.8基于灰度的图像分割131 T&[6
5.9图像的膨胀与腐蚀134 L@O>;zp ;
5.9.1膨胀和腐蚀134 C<teZz8/w
5.9.2结构元素134 ]a/dvj}
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 KC}G_"f.$
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ngZq]8 =o
参考文献136 f 4pIF"U9>
%pjY ^tM/
第三部分 实例篇 F1BvDplQ>G
第6章课程设计综合实例139 fUf 1G{4
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 I N3- ZNx
6.1.1设计目的139 N<SW
$ o
6.1.2设计任务及具体要求139 >[wxZ5))
6.1.3基本原理概述139 !x-__[#
6.1.4设计方案及验证140 =_=%1rI~
参考文献148 KKk~ vwW
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 u\ 7Y_`8
6.2.1设计目的148 1v:Ql\^cT
6.2.2设计任务及要求148 TI8\qIW
6.2.3设计原理概述149 .Bkfe{^
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 ZFMO;'m&
参考文献154 j7E;\AZ^
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 1d+Kn Jy
6.3.1设计目的154 C+t3a@&|
6.3.2设计任务及要求155 Y.I ~.66s
6.3.3设计原理概述155 4 ;_g9]
6.3.4MATLAB仿真实现155 '%/=\Q`
参考文献160 3}V (8
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 #Ev}Gf+5Q
6.4.1设计目的161 DXD+,y\=
6.4.2设计任务及要求161 ,k_ b-/
6.4.3设计原理概述161 ;Eg l8Vhr
6.4.4设计实现163 d pE^BW v3
参考文献169 7R[7M%H
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 o% Q7 el$f
6.5.1设计目的169 R%r25_8
6.5.2设计任务及要求169 v(Kj 6 '
6.5.3设计原理概述169 M^\`~{*T
6.5.4设计实现171 Q1*_l
参考文献178 'wFhfZB1!B
6.6基于MATLAB的相关识别178 Xk!{UxQKQ
6.6.1设计目的178 <WWZb\"{
6.6.2设计任务及要求178 , V j&
6.6.3设计原理概述178 kK4+K74B
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 Z2*?a|3
参考文献183 61QA<W b
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 G"3KYBN>
6.7.1设计目的183 z7BFkZ6+
6.7.2设计任务及要求183 ?/T=G k
6.7.3设计原理概述183 zk3\v
"
6.7.4设计实现185 oH4zW5
参考文献187 )%p46(]
6.8基于MATLAB的激光束合成187 kz}Bc
F
6.8.1设计目的187 pRlScD_};
6.8.2设计任务及要求188 wbr$w> n
6.8.3设计原理概述188 D&K 9!z"]
6.8.4设计实现188 Ok)f5")N %
参考文献193 (qR;6l
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 <i ]-.>& J
6.9.1设计目的194 1Hhr6T^)
6.9.2设计任务及要求194 )(.g~Q:
6.9.3设计原理概述194 M`Wk@t6>
6.9.4设计实现197 qp*~ |
参考文献200 <#"_Qgdix
6.10基于MATLAB的人脸识别200 h8 M_Uk
6.10.1设计目的200 HD{u#~8{
6.10.2设计任务及具体要求201 HLthVc w
6.10.3基本原理概述201 F5H*z\/={
6.10.4设计方案及验证201 T>*G1 -J#
6.10.5结论208 5cM%PYU4:v
参考文献208
