《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。 -{eiV0<^
《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。 Y A8/TFu<_
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。 J=^5GfM)J
3s: ) CXO
第一部分 语言篇 `,GFiTPd
第1章MATLAB语言概述3
v/KTEM
1.1MATLAB简介3 /%?bO-
1.1.1MATLAB的发展历程3 ZMyd+C_P2
1.1.2MATLAB的主要特点3 t?uw^nV 3E
1.2MATLAB的系统组成4 ~U?vB((j!
1.2.1MATLAB开发环境4 OB,T>o@
1.2.2MATLAB数学函数库5 %u|Qh /?7
1.2.3MATLAB语言5 bg4VHT7?>)
1.2.4MATLAB图形处理系统5
&@7|_60
1.2.5MATLAB程序接口5 /e*<- a
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 :]C\DUBo
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 2(D&jL
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 y;9K
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 !})3Fb
1.4.1菜单和工具栏9 mOjl0n[To]
1.4.2命令行窗口10 yCg>]6B
1.4.3工作区11 H~hAm
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 E\}Q9, Z$
1.5.1帮助窗口11 '?fn} V
1.5.2帮助命令12 hW c M.
1.5.3演示系统（Demos）13 =(k0^ #++G
1.5.4帮助系统导航浏览器13 >W8 PLo+i
1.5.5远程帮助系统14 hi]\M)l&x
1.6MATLAB的基本操作命令14 KR cg
1.6.1通用命令和编辑键14 Y50$ 2%kM
1.6.2文件管理15 V |0UwS\n
1.7MATLAB使用初步16 Ox/va]e7"
习题16 } % |GV
第2章MATLAB的基本语法17 R91u6r#
2.1数据类型17 uoBPi[nK
2.1.1数值类型17 i%B$p0U<
2.1.2字符串17 p7O4CP>9[
2.1.3逻辑类型19 :TWHmxch
2.1.4元胞数组20 @1[LD[ <
2.1.5构架数组21 b}q,cm
2.1.6函数句柄（function）21 }KkH7XksF
2.2变量22 lu.2ZQ E
2.2.1变量命名的规则22 xhMdn3~U
2.2.2变量的赋值22 sAc)X!}
2.2.3MATLAB变量的显示23 *KV] MdS
2.2.4MATLAB变量的存取24 |y=D^N TG
2.3数组及向量运算24 r>q` # ~
2.3.1数组和向量的创建24 4 ]8PF
2.3.2数组的寻址27 7~`6~qg.
2.3.3数组的运算27 3vs2}IV'
2.3.4向量运算29 ~GY;{
2.4矩阵及其运算30 J5rR?[i{
2.4.1矩阵的创建30 Kd,m;S\
2.4.2矩阵的运算31 bm ddh2
2.4.3矩阵的常用函数运算33 QnOa?0HL/
2.5多项式及其运算34 h; unbz
2.5.1多项式的构造34 Ox43(S0~
2.5.2多项式的运算34 uTJ?@ ^nq
2.5.3多项式拟合36 $S cjEG:6
2.6符号运算37 #6m//0 u
2.6.1基本符号对象37 T@ H ozZ
2.6.2符号表达式38 ;NP b
2.6.3符号表达式的运算38 ,>jm|BTD {
2.6.4常用的符号运算39 C,z]q$4
2.7MATLAB绘图40 W]*wxzf!5z
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 YG n:_9
2.7.2二维绘图41 ZmHl~MR@
2.7.3图形修饰43 :3Jh f$
2.7.4三维绘图46 E0h!%/+-L
2.7.5特殊图形48 XAFTLNV>
2.7.6四维图形50 X KK*RVs#
2.8MATLAB程序设计51 | )_< JAN
2.8.1M文件编辑器51 f!I e
2.8.2命令文件53 ^
pR&
2.8.3函数文件53 nW%c95E
2.8.4M文件的规则54 Wl2>U (lj
2.8.5全局变量与局部变量54 xX>448=
2.8.6程序流控制55 wb9zJAsc
2.8.7程序设计举例58 ! O>mu6:Rf
2.8.8程序设计的基本原则60 M*{e e0\`r
习题60 +%~g$#tlJo
参考文献62 ozo8 Tr
z'I0UB#
第二部分 应用篇 !%(B2J
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 t2$:*PvE
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
VEZ/-s/
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 /kq~*s
3.1.2电矢量垂直入射面66 n C Z
3.1.3菲涅耳公式66 zC^Ib&gm>,
3.2光的干涉68 ab v]
3.2.1波的叠加原理68 OWkK] O
3.2.2光波的干涉71 n#fg7d%
3.2.3杨氏干涉实验71 5VcYdu 3
3.2.4牛顿环74 ={oO9.9
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 lqs_7HhvRS
3.3光的衍射79 *]=)mM#
3.3.1光的衍射现象79 mnia>;
0H
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 g<-cHF
3.3.3光栅衍射83 uQNoIy J)
3.4光的偏振84 tpctz~ .
3.4.1光波的偏振态84 <.2Z{;z
3.4.2光波的偏振态的仿真85 q.t5L=l^
r
3.5平行光束通过透镜聚焦87 `F@yZ4L3 S
3.5.1平凸透镜光线追迹87 lb('r"*.
参考文献90 }1P
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 >JMKEHl.q
4.1信息光学函数91 L$Q +R'
4.1.1矩形函数91 k4P.}SJ?
4.1.2阶跃函数93 @mazwr {B
4.1.3符号函数94 (
FRf.mv{
4.1.4sinc函数94 '$VR_N\
4.1.5高斯函数95 ^pP
14y*go
4.2傅里叶变换97 {%Y7]*D
4.3卷积定理99 $} Myj'`r
4.4傅里叶透镜的仿真101 7$;$4.'
4.5计算全息103 H6eGLg={
4.5.1全息透镜103 H#y"3E<s
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 #wyS ?FP-
参考文献107 @:@rks&
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 yiq#p "Hs
5.1图像及数字图像简介108 .%A2
5.1.1索引图像108 @6SSk=9_S
5.1.2RGB图像109 ^b~5zhY&
5.1.3二值图像109 `<n:D`{dZ
5.1.4灰度图像109 kes'q8k
5.2数字图像的读取、显示及输出110 e{,/
5.2.1图像的读取110 ){:aGGtko
5.2.2图像的显示110 EUkNh>U?
5.2.3图像的输出112 C(t/:?(y
5.2.4添加颜色条112 vo-{3]u#=
5.3图像类型的转化113 (YOgQ)},
5.3.1dither函数113 LayU)TIt
5.3.2gray2ind函数114 2'U9!. o
5.3.3im2bw函数115 i.] zq
5.3.4rgb2gray函数116 Mm!saKT%
5.3.5rgb2ind函数116 |9I; `{@
5.4图像的代数操作117 ;GS JnV
5.4.1图像的相加117 ` ^kST><
5.4.2图像的相减119 O|~'- ^
5.4.3图像的相乘121 $ EIkk= z
5.4.4图像的相除121 wrU[#g,uvr
5.5图像的对比度增强123 vp@+wh]#
5.5.1线性变换123 M jTKM;
5.5.2非线性变换123 D.b <I79bX
5.6图像的锐化124 sh2bhv]
5.6.1边界提取和锐化124 `%3p.~>
5.6.2锐化滤波器125
lijy?:__
5.7图像的边缘检测127 W\7*T1TDj
5.7.1边缘检测算子127 M'iKk[Hjfx
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 l0{DnQA> I
5.8基于灰度的图像分割131 ex458^N_
5.9图像的膨胀与腐蚀134 }q W a E
5.9.1膨胀和腐蚀134 beE % %C]X
5.9.2结构元素134
/ GUuu
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 wlM
?gQXU[
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 9,CC1f
参考文献136 #+0 R!Y
IcQ!A=lB
第三部分 实例篇 [!mjUsut*
第6章课程设计综合实例139 H@'
@xHv
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 zQ}N
mlk
6.1.1设计目的139 rgKn=8+a
6.1.2设计任务及具体要求139 Y;Gm,
6.1.3基本原理概述139 ~*[4DQ[\
6.1.4设计方案及验证140 `F 8;{`a
参考文献148 RfG$Px '
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 C:MGi7f
6.2.1设计目的148 +=Wdn )T
6.2.2设计任务及要求148 dy?|Q33Y"
6.2.3设计原理概述149 .`N` M9
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Els= :4
参考文献154 Q0\5j<'e
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 UE w3AO
6.3.1设计目的154 |LE++t*X~
6.3.2设计任务及要求155 0f/!|c
6.3.3设计原理概述155 \r, . hUp
6.3.4MATLAB仿真实现155 1o 78e2B
参考文献160 7,UFIHq
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161
}9 2lr87
6.4.1设计目的161 z,YUguc|
6.4.2设计任务及要求161 ,D , f9
6.4.3设计原理概述161 il pZ/Rs
6.4.4设计实现163 )%w8>1 }c
参考文献169 Z8 %\v(L
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 MWh+h7k'
6.5.1设计目的169 u#k ,G`
6.5.2设计任务及要求169 fc Xk]W
6.5.3设计原理概述169 ':)j@O3-
6.5.4设计实现171 ^l&4UnLlc
参考文献178 n@[</E(
6.6基于MATLAB的相关识别178 =3dbw8I
6.6.1设计目的178 J&65B./mD9
6.6.2设计任务及要求178 eAKQR
6.6.3设计原理概述178 <L/vNP
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 dt&Lwf/
参考文献183 W;]U P$5l
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ^Jl!WH=20}
6.7.1设计目的183 . 0W4Dp
6.7.2设计任务及要求183 X3iRR{< @
6.7.3设计原理概述183 1'm`SRX#e
6.7.4设计实现185 ef:$1VIBda
参考文献187 '4lT*KN7\
6.8基于MATLAB的激光束合成187 ikG9l&n
6.8.1设计目的187 /M*\t.[ 46
6.8.2设计任务及要求188 >@"3Q`
6.8.3设计原理概述188 qS }RFM5|
6.8.4设计实现188 `yXx[deY
参考文献193 0*/ r'
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 Qwo9>ClC
6.9.1设计目的194 8kM0
6.9.2设计任务及要求194 UJ)M:~O
6.9.3设计原理概述194 Hs -.83V
6.9.4设计实现197 p2DNbY\]
参考文献200 \ +-hn
6.10基于MATLAB的人脸识别200 B "F`OS[
6.10.1设计目的200 hIo S#]
6.10.2设计任务及具体要求201 P| P fG=
6.10.3基本原理概述201 (VPM>ndkw
6.10.4设计方案及验证201 .P :f
6.10.5结论208 ;@YF} %!+W
参考文献208
