《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。 ISs &1`Y
《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。 N wk
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。 @M4 c/k}
ZY `9
第一部分 语言篇 q| 1%G Nb
第1章MATLAB语言概述3 -EP1Rl`\
1.1MATLAB简介3 S u6kpC!EW
1.1.1MATLAB的发展历程3 )2?]c
1.1.2MATLAB的主要特点3 Yu _*P-Ja6
1.2MATLAB的系统组成4 qm!oJL
1.2.1MATLAB开发环境4 mB _?N $ K
1.2.2MATLAB数学函数库5 ~
O#\$u
1.2.3MATLAB语言5 Cy$~H
1.2.4MATLAB图形处理系统5 49=pB,H;H
1.2.5MATLAB程序接口5 h@$SJe(hl
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 `~)?OTzU#
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 HZRFE[ 9nb
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 ) Su>8f[?e
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 )y*&&q
1.4.1菜单和工具栏9 ZL<X* l2
1.4.2命令行窗口10 ,FzkGB#
1.4.3工作区11 yO)xN=o^\
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 c8X;4
My
1.5.1帮助窗口11 w gS'/
1.5.2帮助命令12 gPk,nB
1.5.3演示系统（Demos）13 -#f.} H'
1.5.4帮助系统导航浏览器13 erEB4q+ #O
1.5.5远程帮助系统14 G|Et'k.F4
1.6MATLAB的基本操作命令14 kiM:(=5
1.6.1通用命令和编辑键14 yHw @Z
1.6.2文件管理15 DfAF-Yhut
1.7MATLAB使用初步16 qo3+=*"V
习题16 y7F
|v8 bq
第2章MATLAB的基本语法17 q1:dcxR[
2.1数据类型17 }qE CpKa0
2.1.1数值类型17 zBy} > Jx
2.1.2字符串17 >va_,Y}
2.1.3逻辑类型19 6 2R"; # K
2.1.4元胞数组20 &wK:R,~x6
2.1.5构架数组21 BC.3U.
2.1.6函数句柄（function）21 ~@c<5 -`{
2.2变量22 hE(R[h c
2.2.1变量命名的规则22 u:p OP
2.2.2变量的赋值22 <WIIurp
2.2.3MATLAB变量的显示23 &!/>B .
2.2.4MATLAB变量的存取24 %oa@2qJ^
2.3数组及向量运算24 &f. |MNz;
2.3.1数组和向量的创建24 )v;O2z
2.3.2数组的寻址27 p\ =T #lb
2.3.3数组的运算27 gd0)s1{9
2.3.4向量运算29 c4 6-8z$
2.4矩阵及其运算30 3Sfd|0^
2.4.1矩阵的创建30 J "I ,]
2.4.2矩阵的运算31 >b2!&dm
2.4.3矩阵的常用函数运算33 `r1}:`.m,
2.5多项式及其运算34 g0zzD v7~
2.5.1多项式的构造34 n%F _ 3`
2.5.2多项式的运算34 sF! #*Y
2.5.3多项式拟合36 4a Oz=/x2
2.6符号运算37 aNu.4c/ 5
2.6.1基本符号对象37 gEk;Tj
2.6.2符号表达式38 EX_j|/&tZ
2.6.3符号表达式的运算38 7e+C5W*9b
2.6.4常用的符号运算39 $t%IJT
2.7MATLAB绘图40 mh}D[K=~%
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 }
KyoMs
2.7.2二维绘图41 A^z{n/DiL
2.7.3图形修饰43 ,VVA^'+
2.7.4三维绘图46 C+**!uYIB
2.7.5特殊图形48 KU U {X~w
2.7.6四维图形50 l0,VN,$Yl
2.8MATLAB程序设计51 $}su 'EIo
2.8.1M文件编辑器51 vcu@_N 1Dc
2.8.2命令文件53 I;'{X_9$a
2.8.3函数文件53 ?P +Uv
2.8.4M文件的规则54 }BC%(ZH6
2.8.5全局变量与局部变量54 X\;:aRDS
2.8.6程序流控制55 W Csf_1
2.8.7程序设计举例58 1=J& ^O{W
2.8.8程序设计的基本原则60 ^o5;><S]
习题60 vgy.fP"@
参考文献62 14'\@xJMM
aC}\`.Kb
第二部分 应用篇 nBk&+SN
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 q~9- A+n
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 E:8*o 7
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 = OF hM7
3.1.2电矢量垂直入射面66 b_ TI_
3.1.3菲涅耳公式66 EFC+7 L(j
3.2光的干涉68 k( 0; >)<i
3.2.1波的叠加原理68 H14Q-2U1xa
3.2.2光波的干涉71 op`9 (=DJ]
3.2.3杨氏干涉实验71 7k*
3.2.4牛顿环74 y\_ +,G0
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 NC~?4F[
3.3光的衍射79 7~P2q/2E>
3.3.1光的衍射现象79 bX2BEa8<"
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 -*mbalU,J
3.3.3光栅衍射83 /lECgu*#69
3.4光的偏振84 crv#IC2
3.4.1光波的偏振态84 `\VtTS
3.4.2光波的偏振态的仿真85 mBwz.KEm<
3.5平行光束通过透镜聚焦87 m?Y-1!E0
3.5.1平凸透镜光线追迹87 Ua
\f]y
参考文献90 3H!]X M
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 P+f}r^4}
4.1信息光学函数91 "mBM<rEn*
4.1.1矩形函数91 d;dT4vx$[M
4.1.2阶跃函数93 wY ItG"+6
4.1.3符号函数94 +& 7V@
4.1.4sinc函数94 `l]Lvk8O
4.1.5高斯函数95 $!wU [/k
4.2傅里叶变换97 ^|Z'}p|&
4.3卷积定理99 uEb:uENk'(
4.4傅里叶透镜的仿真101 \r:* `Z*y
4.5计算全息103 >;9g`d
4.5.1全息透镜103 'sI ne>
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 gN< 7(F
参考文献107 05H:ZrUV
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 9BZ B1o X
5.1图像及数字图像简介108 1,=:an
5.1.1索引图像108 H_f8/H
5.1.2RGB图像109 !k%
PP
5.1.3二值图像109 m ^XO77"
5.1.4灰度图像109 2o(O`;z
5.2数字图像的读取、显示及输出110 "=DQ { (L
5.2.1图像的读取110 cz IEkm
5.2.2图像的显示110 h^rG5Q
5.2.3图像的输出112 @>(JC]HtR
5.2.4添加颜色条112 <|k :%
5.3图像类型的转化113 ~"%'(j_4
5.3.1dither函数113 H^kOwmSzh
5.3.2gray2ind函数114 =SmU ;t>t/
5.3.3im2bw函数115 k O}%Y?9d
5.3.4rgb2gray函数116 Io<T 'K
5.3.5rgb2ind函数116 e~
OrZhJ=_
5.4图像的代数操作117 ]d(Z%
5.4.1图像的相加117 6 9$R.
5.4.2图像的相减119 (pCHj'
5.4.3图像的相乘121 K@e2%hk9x
5.4.4图像的相除121 h{7>>
5.5图像的对比度增强123
GpTZp#~;
5.5.1线性变换123 !EKt$8W
5.5.2非线性变换123 Z{vc6oj
5.6图像的锐化124 !+$QN4{9
5.6.1边界提取和锐化124 rF[-4t
%
5.6.2锐化滤波器125 0#Gm# =F
5.7图像的边缘检测127 H2|'JA#v
5.7.1边缘检测算子127 >x%HqP#_V
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 8Y8bFWuc
5.8基于灰度的图像分割131 )6%*= -
5.9图像的膨胀与腐蚀134 #f(tzPD
5.9.1膨胀和腐蚀134 ;/V]) 4=
5.9.2结构元素134 ~6t<`&f
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 V?yQ m4
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 H.iCYD_=
参考文献136 g4q{
]
vbJdhaf
第三部分 实例篇 #QsJr_=
第6章课程设计综合实例139 xKBi".wA
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 Kn$t_7AF^
6.1.1设计目的139
5q@s6_"{
6.1.2设计任务及具体要求139 G)YmaHeI;[
6.1.3基本原理概述139 ncadVheKt
6.1.4设计方案及验证140 ;\}d QsX
参考文献148 E8PwA.
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 i{N?Y0YQs0
6.2.1设计目的148 ;yqHt! N
6.2.2设计任务及要求148 ]6^S: K_"
6.2.3设计原理概述149 2?LPr
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 E3p$^['vx
参考文献154 1O,5bi>t7
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 bHm/Z Zx
6.3.1设计目的154 l #C<b Dw
6.3.2设计任务及要求155 0?t;3 z$n
6.3.3设计原理概述155 0VQBm^$(
6.3.4MATLAB仿真实现155 E4\H I+
参考文献160 =?4[:#Rh
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 AW \uE[kg
6.4.1设计目的161 5h Sd,#:
6.4.2设计任务及要求161 .nEMd/ pX
6.4.3设计原理概述161 @$kzes\
6.4.4设计实现163 S=kO9"RB]
参考文献169 Ha]vG@ ?+
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 ~G8l1dD
6.5.1设计目的169 j0oto6z~b
6.5.2设计任务及要求169 +68 age;dM
6.5.3设计原理概述169 R f)|p;
6.5.4设计实现171 ^PE|BCs
参考文献178 Tt{X(I} J
6.6基于MATLAB的相关识别178 7g Ou| t
6.6.1设计目的178 @ g`|ob]9
6.6.2设计任务及要求178 ODKh/u_
6.6.3设计原理概述178 $<=d[ 6
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 }+S~Ah?(
参考文献183 qp*~ |
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 <#"_Qgdix
6.7.1设计目的183 .K-d
6.7.2设计任务及要求183 JgHYuL B
6.7.3设计原理概述183 h5@7@w%
6.7.4设计实现185 _7u&.l<;
参考文献187 `=V1w4J
6.8基于MATLAB的激光束合成187 {=Ji2k0U'
6.8.1设计目的187 sqF.,A,
6.8.2设计任务及要求188 =Gj~:| ;$
6.8.3设计原理概述188 pHoxw|'Y
6.8.4设计实现188 |;aZi?Ek[
参考文献193 w AdaP9h
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 je#LD
6.9.1设计目的194 uk W L3
6.9.2设计任务及要求194 -sf[o"T,j
6.9.3设计原理概述194 I)jA dd
6.9.4设计实现197 /_expS PHl
参考文献200 ]C+P J:CC
6.10基于MATLAB的人脸识别200 t]vv&vk>
6.10.1设计目的200 }9 B},
6.10.2设计任务及具体要求201 IcqzMm b
6.10.3基本原理概述201 >e.vUUQ{
6.10.4设计方案及验证201 9' H\-
6.10.5结论208 vKPLh
参考文献208
