《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。 |Hr:S":9
《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。 nz.{P@[Qk
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。 WG71k8af
@F* wg
第一部分 语言篇 |R/.r_x,V?
第1章MATLAB语言概述3 I`(l *U
1.1MATLAB简介3 ykg# {9+
1.1.1MATLAB的发展历程3 (h-*_a}F4
1.1.2MATLAB的主要特点3 BG&cQr
1.2MATLAB的系统组成4 1nknSw#
1.2.1MATLAB开发环境4 $!@\
1.2.2MATLAB数学函数库5 >ydRSr^
1.2.3MATLAB语言5 #EGA#SKoq
1.2.4MATLAB图形处理系统5 h0vob_Fdl
1.2.5MATLAB程序接口5 3-n1 9[zk
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 46 74SzL
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 }ArpPU
:]
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 2aA`f7
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 lfsqC};#\
1.4.1菜单和工具栏9 <|Yj%f
1.4.2命令行窗口10 [k$*4 u >
1.4.3工作区11 3Ug
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 S/ywA9~3Q
1.5.1帮助窗口11 )}%O>%
1.5.2帮助命令12 ?rX]x8iP
1.5.3演示系统（Demos）13 -~" :f8
1.5.4帮助系统导航浏览器13 f;SC{2 f
1.5.5远程帮助系统14 DciwQcG
1.6MATLAB的基本操作命令14 vR6B n
1.6.1通用命令和编辑键14 ?Ucu#UO
1.6.2文件管理15 3ss6 _xd +
1.7MATLAB使用初步16 Dq@2-Cv
习题16 c)md
第2章MATLAB的基本语法17 sAJ7R(p
2.1数据类型17 -tsDMji~V
2.1.1数值类型17 8x{B~_~
2.1.2字符串17
}}<Z,/O
2.1.3逻辑类型19 $QEilf;E
2.1.4元胞数组20 6 &Juv
2.1.5构架数组21 +y2[msBs
2.1.6函数句柄（function）21 ]{~NO{0@Y
2.2变量22 1=7jz ] t
2.2.1变量命名的规则22 >N\0"F7.
2.2.2变量的赋值22 $eV$2p3H
2.2.3MATLAB变量的显示23 -F"Q EL#
2.2.4MATLAB变量的存取24 /"H`.LD.?
2.3数组及向量运算24 )Rat0$6
2.3.1数组和向量的创建24 Z}A%=Z\/3
2.3.2数组的寻址27 7?gFy-
2.3.3数组的运算27 |wEN`#.;b
2.3.4向量运算29 @4(k(
2.4矩阵及其运算30 U'U Q|%5f
2.4.1矩阵的创建30 C9DJO:f.2y
2.4.2矩阵的运算31 _qqr5NU
2.4.3矩阵的常用函数运算33 lDC$F N
2.5多项式及其运算34 K-<^ $VWh
2.5.1多项式的构造34 +`M!D }!
2.5.2多项式的运算34 R .[Z]-X
2.5.3多项式拟合36
B<8N96fx
2.6符号运算37
d8SE,A&
2.6.1基本符号对象37 qzw'zV
2.6.2符号表达式38 GhY1k";
2.6.3符号表达式的运算38 }ZSQ>8a
2.6.4常用的符号运算39 -5>-%13
2.7MATLAB绘图40 K'iIJA*S n
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 / : 6Wzj
2.7.2二维绘图41 U`Jy!x2m
2.7.3图形修饰43 8By,# T".
2.7.4三维绘图46 O<)y-nx;X
2.7.5特殊图形48 3bqC\i^[\m
2.7.6四维图形50 ?T_3n :
2.8MATLAB程序设计51 &AuF]VT
2.8.1M文件编辑器51 b5IA"w
2.8.2命令文件53 _ 7PMmW@
2.8.3函数文件53 cr?7O;,
2.8.4M文件的规则54 &~U Jf4b|A
2.8.5全局变量与局部变量54 i`/+, <
2.8.6程序流控制55 rV({4cIe9R
2.8.7程序设计举例58 ]`g <w#
2.8.8程序设计的基本原则60 3Y )PU=
习题60 @cRZk`|1n
参考文献62 xR"M*%{@0
]%uZ\Q;9p
第二部分 应用篇 Uw-p758dD
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 +9O5KI? P
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 4ww]9J
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 6*l^1; U
3.1.2电矢量垂直入射面66 zJM S=r
3.1.3菲涅耳公式66 Ov-b:l H
3.2光的干涉68 2 n b:)
3.2.1波的叠加原理68 .0 u/|Y x
3.2.2光波的干涉71 e&MC|US=\
3.2.3杨氏干涉实验71 >vrxP8_
3.2.4牛顿环74 <]C$xp<2
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 Bb& ^ {7
3.3光的衍射79 T{]~07N?
3.3.1光的衍射现象79 I fO;S*Qt
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 UgB'[@McS
3.3.3光栅衍射83 N3t0-6$_
3.4光的偏振84 e& ANp0|W
3.4.1光波的偏振态84 d"G+8}.4
3.4.2光波的偏振态的仿真85 + SZYg[
3.5平行光束通过透镜聚焦87 jNwjK0?
3.5.1平凸透镜光线追迹87 d1!i(MaV!
参考文献90 DlMe5=n -u
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 .% '(9E
4.1信息光学函数91 e@@?AB$n(
4.1.1矩形函数91 J68j=`Y
4.1.2阶跃函数93 %2'A
pp
4.1.3符号函数94 >$gG/WD?KR
4.1.4sinc函数94 6#}93Dgv4
4.1.5高斯函数95 c8) /:xxl
4.2傅里叶变换97 *BD=O@
4.3卷积定理99 r
_,_5
@0e
4.4傅里叶透镜的仿真101 )Fd
HV;K
4.5计算全息103 UE _fpq
4.5.1全息透镜103 n f b]VN~(
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 3`O?1 6O
参考文献107 lX:| iB
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 >}~ #>Ru
5.1图像及数字图像简介108 |CgnCUv+
5.1.1索引图像108 .*=]gZ$IE
5.1.2RGB图像109 %I!:ITa
5.1.3二值图像109 ;E~4)^
5.1.4灰度图像109 NRnRMY-
5.2数字图像的读取、显示及输出110 [=uo1%
5.2.1图像的读取110 )oo~m\`
5.2.2图像的显示110 {qKxz9.y
5.2.3图像的输出112 IM=bK U
5.2.4添加颜色条112 E{=2\Wkcp
5.3图像类型的转化113 s"=6{EVqk3
5.3.1dither函数113 HhA -[p
5.3.2gray2ind函数114 kH*P n'
5.3.3im2bw函数115 Jxf~&!zR
5.3.4rgb2gray函数116 8T;IZ(s
5.3.5rgb2ind函数116 Gy1xG.yM~
5.4图像的代数操作117 ?!w^`D0}o
5.4.1图像的相加117 {"*VU3%q
5.4.2图像的相减119 ,O1O8TwUB0
5.4.3图像的相乘121 /|{,sWf2
5.4.4图像的相除121 {-9jm%N
5.5图像的对比度增强123 n U+tM~C%a
5.5.1线性变换123 J
)BI:]m
5.5.2非线性变换123 -7WW[
w
5.6图像的锐化124 Nd:R"
p*8
5.6.1边界提取和锐化124 U5Erm6U:
5.6.2锐化滤波器125 L W#M@
5.7图像的边缘检测127 %v5R#14[n
5.7.1边缘检测算子127 #L crI
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 JGiKBm ;
5.8基于灰度的图像分割131 y<W8Q<9
5.9图像的膨胀与腐蚀134 hlvt$Jwq
5.9.1膨胀和腐蚀134 F}Mhs17! |
5.9.2结构元素134 ,p{ `pma
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 5OM?3 M
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 zHB_{(o7
参考文献136 Y izE5 [*
Auy".br'
第三部分 实例篇 $
E1Tb{'
第6章课程设计综合实例139 @
\.;b9
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 !2Dy_U=
6.1.1设计目的139 &zL#hBE
6.1.2设计任务及具体要求139 P#kGX(G9!
6.1.3基本原理概述139 BOlAm*tFt
6.1.4设计方案及验证140 >QQ(m\a$
参考文献148 m:tiY
[c>W
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 l2v_?j-)x
6.2.1设计目的148 Q+|{Bs)6i1
6.2.2设计任务及要求148 Q>}2cDl
6.2.3设计原理概述149 ;SwC&.I
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 5`^o1nGO'
参考文献154 ~KjJ \b)R
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 3 K/Df#
6.3.1设计目的154 $<@\-vYvr@
6.3.2设计任务及要求155 j dut4 nFc
6.3.3设计原理概述155 ~%w~ - O2
6.3.4MATLAB仿真实现155 x!S;SU
参考文献160 KcGsMPJ
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 )\/
=M*
6.4.1设计目的161 1N`vCt]w
6.4.2设计任务及要求161 2)iD4G`
6.4.3设计原理概述161 TDK@)mP
6.4.4设计实现163 KM?1/KZ/~
参考文献169 KV!<Oq
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 _c J[
FP1
6.5.1设计目的169 ul7o%Hs
6.5.2设计任务及要求169 qG8s;_G
6.5.3设计原理概述169 <T,A&`/
6.5.4设计实现171 ?4t-caK^u
参考文献178 2f, B$-#
6.6基于MATLAB的相关识别178 8"'x)y
6.6.1设计目的178 UP1?5Q=H]Q
6.6.2设计任务及要求178 d<p 2/ aA
6.6.3设计原理概述178 Y8s;w!/
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 4 (?MUc
参考文献183 j28 _Hh T
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 OTvROJP
6.7.1设计目的183 cH`^D?#se
6.7.2设计任务及要求183 Aw ^yH+ae
6.7.3设计原理概述183 Os),;W0w 4
6.7.4设计实现185 ;|ub!z9GG
参考文献187 Go\VfLL w
6.8基于MATLAB的激光束合成187 D=?{8 'R'
6.8.1设计目的187 Eyh| a. )-
6.8.2设计任务及要求188 @9 8; VWY\
6.8.3设计原理概述188 =6 %|?5G
6.8.4设计实现188 54p tP
参考文献193 @Z(rgF{{
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 [5ethM
6.9.1设计目的194 w*LbH]l<-
6.9.2设计任务及要求194 tn<6:@T
6.9.3设计原理概述194 e29y 7:)c=
6.9.4设计实现197 wvc>0?t '
参考文献200 i S p
6.10基于MATLAB的人脸识别200 Fxd{ Zk`
6.10.1设计目的200 2=*=^)FNI
6.10.2设计任务及具体要求201 Bt~s*{3$8
6.10.3基本原理概述201 pu;3nUH
6.10.4设计方案及验证201 _g|acBF
6.10.5结论208 L ^Y3=1#"g
参考文献208
