《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。 64 'QTF{D
《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。 8z7eL> )
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。 v _:KqdmO]
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第一部分 语言篇 F(Zf=$cx
第1章MATLAB语言概述3 g.blDOmlc
1.1MATLAB简介3 v Jct)i
1.1.1MATLAB的发展历程3 M;'GnGFf
1.1.2MATLAB的主要特点3 |,S]EHIy
1.2MATLAB的系统组成4 W1 Fhx`
1.2.1MATLAB开发环境4 2A =Y
1.2.2MATLAB数学函数库5 ,UC|[-J
1.2.3MATLAB语言5 "VHT5k
1.2.4MATLAB图形处理系统5 [\ S d*-
1.2.5MATLAB程序接口5 !>ZBb\EyK
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ?azLaAG
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 \ CE+P5
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 KF@%tR}V{
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 VAjl?\}6
1.4.1菜单和工具栏9 6/Yo0D>M$
1.4.2命令行窗口10 PX0N7L
1.4.3工作区11 8.^`~ta
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 @jjxgd'%&
1.5.1帮助窗口11 `#85r{c$:
1.5.2帮助命令12 $I/ !vV
1.5.3演示系统（Demos）13 c +7I
1.5.4帮助系统导航浏览器13 \ K}KnJ
1.5.5远程帮助系统14 "'+C%
1.6MATLAB的基本操作命令14 q[W@.[2y)
1.6.1通用命令和编辑键14 hVT>HER
1.6.2文件管理15 e]ST0J"
1.7MATLAB使用初步16 I(3~BOUn_
习题16 PY4a3dp
U
第2章MATLAB的基本语法17 VK u_ l
2.1数据类型17 bA$ElKT
2.1.1数值类型17 tn _\E /Q
2.1.2字符串17 =B'Y x
2.1.3逻辑类型19 Q% !xw(
2.1.4元胞数组20 s! yD%zO
2.1.5构架数组21 5T9[a
2.1.6函数句柄（function）21 9-&@ Y
2.2变量22 W> Pcj EI
2.2.1变量命名的规则22 F3$8l[O_
2.2.2变量的赋值22 K.&6c,P]
2.2.3MATLAB变量的显示23 'Z,7{U1 P
2.2.4MATLAB变量的存取24 `*yOc6i]
2.3数组及向量运算24 yLnTIE 3)
2.3.1数组和向量的创建24 g2}aEfp!H
2.3.2数组的寻址27 WLh!L='{BK
2.3.3数组的运算27 e.(d?/!F_
2.3.4向量运算29 3m21n7F4*
2.4矩阵及其运算30 1r ue+GL
2.4.1矩阵的创建30 k%sA+=
2.4.2矩阵的运算31 H15!QxD#
2.4.3矩阵的常用函数运算33 rW~G'
2.5多项式及其运算34 MIZ!+[At
2.5.1多项式的构造34 W$l4@A
2.5.2多项式的运算34 'cIFbjJ
2.5.3多项式拟合36 tBw P B#:W
2.6符号运算37 I{H!K rM!
2.6.1基本符号对象37 kf~>%tES]
2.6.2符号表达式38 ZD$I-33W
2.6.3符号表达式的运算38 (5y* Btd=
2.6.4常用的符号运算39 c$u#U~~
2.7MATLAB绘图40 }0 95U(@
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 9n\v{ k=
2.7.2二维绘图41 i* 09m^r
2.7.3图形修饰43 u8<Fk
!
2.7.4三维绘图46 &#~U1: 0
2.7.5特殊图形48 lD _iIe~c
2.7.6四维图形50 %\B ?X;(
2.8MATLAB程序设计51 6 {3q l:
2.8.1M文件编辑器51 i
!SN"SY
2.8.2命令文件53 ^;\6 ju2
2.8.3函数文件53 ,s@S `KS0
2.8.4M文件的规则54 d) $ seZB
2.8.5全局变量与局部变量54 5$$]ZMof
2.8.6程序流控制55 Ur " "&@
2.8.7程序设计举例58 F:0 E-
z'
2.8.8程序设计的基本原则60 b+CvA(*
习题60 N a.e1A&?j
参考文献62 xFp9H'j{
M[R'
第二部分 应用篇 RcI0n"Gi_
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 (t,|FkVLV
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 *iPBpEWC
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 IY(;:#l
3.1.2电矢量垂直入射面66 :ZM=P3QZ
3.1.3菲涅耳公式66 ,qdZ6bv,]|
3.2光的干涉68 j2n
4; m
3.2.1波的叠加原理68 ~%: TE}
3.2.2光波的干涉71 |l?*' =
3.2.3杨氏干涉实验71 @XKVdtG
3.2.4牛顿环74 ;b,
bHL
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 AIA4c"w.EO
3.3光的衍射79 pSpxd |k
3.3.1光的衍射现象79 {UhpN"'"n
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 s NC~S%[
3.3.3光栅衍射83 S8]YS@@D
3.4光的偏振84 AAc2u^spx
3.4.1光波的偏振态84 |X~vsM0
3.4.2光波的偏振态的仿真85 MPsm)jqX
3.5平行光束通过透镜聚焦87 LQ"xm
3.5.1平凸透镜光线追迹87 %-NG eN8
参考文献90 $[(FCS
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 qKuHd~M{ 1
4.1信息光学函数91 mi sPJO&QD
4.1.1矩形函数91 M; @/697G
4.1.2阶跃函数93 8RVeKnpXTV
4.1.3符号函数94 -9"[/
4.1.4sinc函数94 0Jm)2@
4.1.5高斯函数95 x^UAtKSy
4.2傅里叶变换97 v%Su#xq/
4.3卷积定理99 [>kzQY T[
4.4傅里叶透镜的仿真101 YzAGhAyw
4.5计算全息103 @'?7au ''
4.5.1全息透镜103 ')E4N+h/
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 UTuOean ]'
参考文献107 3:!5 ]
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 {=E,.%8
5.1图像及数字图像简介108 QPsvc6ds
5.1.1索引图像108 9
J~KM=p
5.1.2RGB图像109 6J \A%i
5.1.3二值图像109 K%>3ev=y.s
5.1.4灰度图像109 K WT [b?
5.2数字图像的读取、显示及输出110 }cI _$
5.2.1图像的读取110 6
Zv~c(
5.2.2图像的显示110 YoRD9M~iG~
5.2.3图像的输出112 D??
\H \
5.2.4添加颜色条112 d7L|yeb"
5.3图像类型的转化113 'ewVn1ME[
5.3.1dither函数113 o}lA\ A
5.3.2gray2ind函数114 ~`Rooh3m
5.3.3im2bw函数115 e&XJK*Wf
5.3.4rgb2gray函数116 0Y ld!L
5.3.5rgb2ind函数116 dw< b}2
5.4图像的代数操作117 uB3Yl =P
5.4.1图像的相加117 ?rububDT{
5.4.2图像的相减119 }kb6;4>c
5.4.3图像的相乘121 'xc=N
5.4.4图像的相除121 > `.$Tyw
5.5图像的对比度增强123 EoHrXv
5.5.1线性变换123 IgtTYxI
5.5.2非线性变换123 fhQ}Z%$
5.6图像的锐化124 G!m;J8#m(
5.6.1边界提取和锐化124 *Y9' tHI
5.6.2锐化滤波器125 L )/^%/!
5.7图像的边缘检测127 >WW5;7$
5.7.1边缘检测算子127 83YQ c
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 [5jXYqD=vj
5.8基于灰度的图像分割131 g 2&P
5.9图像的膨胀与腐蚀134 hvU\l`m
5.9.1膨胀和腐蚀134 Qx}hiv/
5.9.2结构元素134 &+F}$8,
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 D,;6$Pvg^
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 ,zH\&D $>u
参考文献136 's6hCs&|NV
W2j@Q=YDS
第三部分 实例篇 nL-kBW Ed>
第6章课程设计综合实例139 :l ?/]K
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 ;CdxKr- d
6.1.1设计目的139 iQ_^MzA
6.1.2设计任务及具体要求139 \I`g[nT|
6.1.3基本原理概述139 @k,}>Tk
6.1.4设计方案及验证140 g7U>G=,;?U
参考文献148 S.A|(?x
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 5Gsjt+
o
6.2.1设计目的148 ~l>2NY
6.2.2设计任务及要求148 cvl1 X"
6.2.3设计原理概述149 2 *@ .hBi
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 9Kd:7@U
参考文献154 5X"WgR;
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 05Go*Qv V
6.3.1设计目的154 [ }bPkD
6.3.2设计任务及要求155 >4eZ%</D5
6.3.3设计原理概述155 nfzKUJ Y
6.3.4MATLAB仿真实现155 :\8&Th}Se
参考文献160 YO^iEI.
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 23=SXA !
6.4.1设计目的161 H@hHEzO
6.4.2设计任务及要求161 $>y
6.4.3设计原理概述161 _q dLA
6.4.4设计实现163 # ^oF^!
参考文献169 ac??lHtH9
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 U/I+A|S[
6.5.1设计目的169 sz+Uq]Mn
6.5.2设计任务及要求169 JqYt^,,Q:
6.5.3设计原理概述169 Ks-aJ+}
6.5.4设计实现171
)!(etB=`y
参考文献178 Q.Ljz
Z
6.6基于MATLAB的相关识别178 O:3DIT1# >
6.6.1设计目的178 v\?J$Hdd
6.6.2设计任务及要求178 =C.WM*= '
6.6.3设计原理概述178 a2N 4Jg@
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 <E.$4/T
参考文献183 !~~j&+hK\
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 6$^dOJ_"
6.7.1设计目的183 lKF<] 25
6.7.2设计任务及要求183 3?R QPP
6.7.3设计原理概述183 <"XDIvpc%L
6.7.4设计实现185 \4 e6\6 +
参考文献187 -P3;7_}]:h
6.8基于MATLAB的激光束合成187 jB-)/8.qk
6.8.1设计目的187 X}gnO83
6.8.2设计任务及要求188 y3vm+tJc{
6.8.3设计原理概述188 K'zG[[ P
6.8.4设计实现188 j L[
hB
参考文献193 #UpxF ?A(
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 L/R ES
6.9.1设计目的194 hMiuv_EO !
6.9.2设计任务及要求194 cWA$O*A
6.9.3设计原理概述194 \7Fkeo+
6.9.4设计实现197 >av.pJ(>
参考文献200 `e!hT@Xxa
6.10基于MATLAB的人脸识别200 W^^}-9
6.10.1设计目的200 0fT Eb%z8
6.10.2设计任务及具体要求201 Qe )#'$T
6.10.3基本原理概述201 wzRIv m{
6.10.4设计方案及验证201 ?w[M{
6.10.5结论208 BsX#
~
参考文献208
