《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。 EU~ '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。 o?8 j *]
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。 nXW1 :
*Y?]="8c#;
第一部分 语言篇 lK@r?w|<M
第1章MATLAB语言概述3 Kwau:_B
1.1MATLAB简介3 :fUmMta
1.1.1MATLAB的发展历程3 6-}9m7# Y
1.1.2MATLAB的主要特点3 t')I c6.?i
1.2MATLAB的系统组成4 B}T72 !a
1.2.1MATLAB开发环境4 #r}c<?>Vw
1.2.2MATLAB数学函数库5 |Q+v6r(<zZ
1.2.3MATLAB语言5 w-/ Tb~#E
1.2.4MATLAB图形处理系统5 J#nEGl|a
1.2.5MATLAB程序接口5 Jc6 D ^=
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 %%u4( ' =
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Xb;`WE gC
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 pYQs|5d
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 I C42O_^
1.4.1菜单和工具栏9 1yf &ck1R
1.4.2命令行窗口10 r73Xh"SL
1.4.3工作区11 \hX^Cn=6
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 fTcRqov
1.5.1帮助窗口11 ]t<%>Z$
1.5.2帮助命令12 h@ 8
1.5.3演示系统（Demos）13 ,+{ 43;a
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Ha\ hQ'99
1.5.5远程帮助系统14 G_RK3E[FK
1.6MATLAB的基本操作命令14 dD!SgK [Jv
1.6.1通用命令和编辑键14 _E7eJSM.
1.6.2文件管理15 i[ lH@fJm_
1.7MATLAB使用初步16 =="SW"vNi
习题16 ~A( Pa-
第2章MATLAB的基本语法17 !Zx>)V6.
2.1数据类型17 )/w2]d/9
2.1.1数值类型17 `WL*Jb
2.1.2字符串17 ,kI1"@Tu
2.1.3逻辑类型19 &kt#p;/p?
2.1.4元胞数组20 ==9Ez
2.1.5构架数组21 d?qz7#kc
2.1.6函数句柄（function）21 /xnhHwJm
2.2变量22 #/6X44
*u
2.2.1变量命名的规则22 +ZO*~.zZ
2.2.2变量的赋值22 sa ])^mkq(
2.2.3MATLAB变量的显示23 )c_l l;%
2.2.4MATLAB变量的存取24 s,8%;\!C
2.3数组及向量运算24 a1&^P1.
2.3.1数组和向量的创建24 ~Fh(4'
2.3.2数组的寻址27 hR2. w/2j
2.3.3数组的运算27
_L ].n)b
2.3.4向量运算29 Ig2VJ s;
2.4矩阵及其运算30 EWi@1PAZK
2.4.1矩阵的创建30 ah.Kb(d:
2.4.2矩阵的运算31 J/ ~]A1fP6
2.4.3矩阵的常用函数运算33 BH1To&ol
2.5多项式及其运算34 {zcjTJ=Zt8
2.5.1多项式的构造34 X5=7DE ]
2.5.2多项式的运算34 BN67o]*]<
2.5.3多项式拟合36 bE{`g]C5
2.6符号运算37 g}7B0 yo
2.6.1基本符号对象37 *9PQJeyR
2.6.2符号表达式38 {z7{ta
2.6.3符号表达式的运算38 8,Z0J
2.6.4常用的符号运算39 m[XN,IE#u
2.7MATLAB绘图40 0ni5 :tYy
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 B^Q#@[T
2.7.2二维绘图41 e#
DAa
2.7.3图形修饰43 f\JyN@w+
2.7.4三维绘图46 S_atEmQ
2.7.5特殊图形48 }\ F>z
2.7.6四维图形50 ,$Mw/fA
2.8MATLAB程序设计51 T/ov0l_
2.8.1M文件编辑器51 utXcfKdt
2.8.2命令文件53 >X]<s^
2.8.3函数文件53 {>qCZ#E5WO
2.8.4M文件的规则54 @9L9c
2.8.5全局变量与局部变量54 ??Lxb% 7R
2.8.6程序流控制55 Jq->DzSmj/
2.8.7程序设计举例58 b]~M$y60q
2.8.8程序设计的基本原则60 >; Bhl|r~z
习题60 VmW_,
参考文献62 DRnXo-Aaj
f55Ev<oOa
第二部分 应用篇 2;3q](d
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 7hc(]8eP
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 We`ax kC
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;(:iMCi
3.1.2电矢量垂直入射面66 &xV WN>bd^
3.1.3菲涅耳公式66 z t1Q_;
3.2光的干涉68 = 2k+/0ZbP
3.2.1波的叠加原理68 0t~--/lA
3.2.2光波的干涉71 $T6<9cB@
3.2.3杨氏干涉实验71 ?'%&2M zM
3.2.4牛顿环74 _VJb i,V
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 aCanDMcBnq
3.3光的衍射79 >2rFURcD
3.3.1光的衍射现象79 .'4*'i:
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 P_;oSN|>
3.3.3光栅衍射83 nL$tXm-x
3.4光的偏振84 BBX4^;t
3.4.1光波的偏振态84 {|fA{ Q_R
3.4.2光波的偏振态的仿真85 * PZ=$>r
3.5平行光束通过透镜聚焦87 h ( Z7a%_
3.5.1平凸透镜光线追迹87 'K`)q6 m
参考文献90 } E=mZZ)
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 %w@( V([(c
4.1信息光学函数91 dZm{?\^_
4.1.1矩形函数91 \ l:n
4.1.2阶跃函数93 BdceINI
4.1.3符号函数94 4]cOTXk9C
4.1.4sinc函数94 lfhB2^ ^
4.1.5高斯函数95 cc>h=%s`
4.2傅里叶变换97 b~|B(lL6Xm
4.3卷积定理99 -*WD.|k
4.4傅里叶透镜的仿真101 6 @d( <Z
4.5计算全息103 hZpFI?lqc\
4.5.1全息透镜103 A4# m&o
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 NzEuiI}
参考文献107 Nb$ )YMbA
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 %VdJ<=@
5.1图像及数字图像简介108 :( `Q4D~l
5.1.1索引图像108 d#(xP2
5.1.2RGB图像109 GV g0)}
5.1.3二值图像109 8z+ CYeV
5.1.4灰度图像109 0I.7I#'3O
5.2数字图像的读取、显示及输出110 `a J[
!O
5.2.1图像的读取110 m^ ILcp!
5.2.2图像的显示110 0]Li "Wb
5.2.3图像的输出112 { d/k0H
5.2.4添加颜色条112 <%!@cE+y
5.3图像类型的转化113 V7& L+]!
5.3.1dither函数113 {u:DC4eut
5.3.2gray2ind函数114 |H L1.;1
5.3.3im2bw函数115 67#;.}4a
5.3.4rgb2gray函数116 rsP1?Hxq
5.3.5rgb2ind函数116 ut o4bs:
5.4图像的代数操作117 #R)$nv:h?^
5.4.1图像的相加117 dkXK0k
5.4.2图像的相减119 E Z$m4: {e
5.4.3图像的相乘121 SDot0`s>
5.4.4图像的相除121 %9M_ * ]
5.5图像的对比度增强123 ^@N @ gB
5.5.1线性变换123 rc$G 0O
5.5.2非线性变换123 G6I>Ry[2 ?
5.6图像的锐化124 b&!X#3(KT
5.6.1边界提取和锐化124 l<gg5 Zea
5.6.2锐化滤波器125 LTi0,03l<
5.7图像的边缘检测127 t]Oxo`h=
5.7.1边缘检测算子127 5T,`j=\
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 YS;Q l\4
5.8基于灰度的图像分割131 xL mo?Y*
5.9图像的膨胀与腐蚀134 2"NJ t9w
5.9.1膨胀和腐蚀134 #t;@x_2yD\
5.9.2结构元素134 /N~., vf
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 E")82I
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 Fd3V5h
参考文献136 2?HL EiI1
oJ 5V^.
第三部分 实例篇 l wa
第6章课程设计综合实例139 Yw./V0Z{@
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 "*?^'(yA@
6.1.1设计目的139 ? -6oh~W<
6.1.2设计任务及具体要求139 % rYd =Ri
6.1.3基本原理概述139 32dR`qb
6.1.4设计方案及验证140 Z5+q b
参考文献148 BaqRAO7
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 nq r[HFWs
6.2.1设计目的148 +Ge-!&.;A
6.2.2设计任务及要求148 'b% S 3)}
6.2.3设计原理概述149 b ^rPw@
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 <D=U= 5
参考文献154 $+-2/=> Xk
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 *;Sj&O
6.3.1设计目的154 ^xFZ;Yf
6.3.2设计任务及要求155 @ *!8
6.3.3设计原理概述155 {8'I+-
6.3.4MATLAB仿真实现155 B!6?+< J"
参考文献160 S)p1[&" M
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 PY~c u@'k{
6.4.1设计目的161 U }xRvNz
6.4.2设计任务及要求161 GXf"a3
6.4.3设计原理概述161 y 1z4qSeM
6.4.4设计实现163 ]Z6==+mCP
参考文献169 Q/L:0ovR
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 F~4oPB K<
6.5.1设计目的169 !5&%
P b
6.5.2设计任务及要求169 h9$Ov`N(%
6.5.3设计原理概述169 $fL2w^ @
6.5.4设计实现171 Qn6'E
参考文献178 SCZtH El9
6.6基于MATLAB的相关识别178 qE!.C}L +
6.6.1设计目的178 HvLvSy1U
6.6.2设计任务及要求178 d%8hWlf fz
6.6.3设计原理概述178 rISg`-
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 6]1cy&SG
参考文献183 U TC|8
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 1ti+
Q0~
6.7.1设计目的183 CM|?;PBuv
6.7.2设计任务及要求183 >+LFu?y
6.7.3设计原理概述183 % 9C_p]P*
6.7.4设计实现185 5Z@OgR
参考文献187 h`;w/+/Zr
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ?@!dc6
6.8.1设计目的187 #+>8gq^5
6.8.2设计任务及要求188 +a0 q?$\
6.8.3设计原理概述188 TldqF BX
6.8.4设计实现188 unY+/p $
参考文献193 oF7o"NHaWa
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 Db3# ;
6.9.1设计目的194 fq-e2MCX5
6.9.2设计任务及要求194 Yi:@>A<#
6.9.3设计原理概述194 H$^IT#
6.9.4设计实现197 * `1W})
参考文献200 OXAr..
6.10基于MATLAB的人脸识别200 .?| pv}V
6.10.1设计目的200 Rw-!P>S$
6.10.2设计任务及具体要求201 Po_y7 8ZD
6.10.3基本原理概述201 ^~XsHmcQ
6.10.4设计方案及验证201 pbJC A&
6.10.5结论208 js^+ {~
参考文献208
