《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。 MYJMZ3qBi
《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。 ',+Zqog92
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。 k g(}%Ih
<2O# !bX1
第一部分 语言篇 Kl ? C[
第1章MATLAB语言概述3 Z @DDuVr
1.1MATLAB简介3 <D& Ep
1.1.1MATLAB的发展历程3 1D1kjM^Bo
1.1.2MATLAB的主要特点3 F1}d@^K
7d
1.2MATLAB的系统组成4 i ig4JP 'h
1.2.1MATLAB开发环境4 ]w*` }
1.2.2MATLAB数学函数库5 o G hMO
1.2.3MATLAB语言5 lwG)&qyVd
1.2.4MATLAB图形处理系统5 18j>x3tn
1.2.5MATLAB程序接口5 b5~p:f-&4B
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 2.{zf r
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 Dg Rn^gL{Q
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 u!HbS*jqq
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 [@pumH>
1.4.1菜单和工具栏9 $Ups9p Q
1.4.2命令行窗口10 r~|7paX!
1.4.3工作区11 $WRRCB/A6
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 /A>nsN?:]
1.5.1帮助窗口11 [\ 0>@j}Z
1.5.2帮助命令12 3*?W 2;Zw$
1.5.3演示系统（Demos）13 .|P
:n'
1.5.4帮助系统导航浏览器13 Rw63{b/
1.5.5远程帮助系统14 h`v T[u~l
1.6MATLAB的基本操作命令14 #l* w=D?
1.6.1通用命令和编辑键14 n %}# e!
1.6.2文件管理15 `PLax@]2
1.7MATLAB使用初步16 SEWdhthP
习题16 s[7/w[&
第2章MATLAB的基本语法17 Aj/E aIq
2.1数据类型17 zII^Ny8D
2.1.1数值类型17 L6jwJwD
2.1.2字符串17 vXM {)
2.1.3逻辑类型19 3 l
j^I
2.1.4元胞数组20 ".pQM.T
2.1.5构架数组21 YJDJj
x
2.1.6函数句柄（function）21 6B
b +f"
2.2变量22 RA){\~@wC
2.2.1变量命名的规则22 }t| i1{%_
2.2.2变量的赋值22 Jh4pY#aF
2.2.3MATLAB变量的显示23 xMpgXB!'
2.2.4MATLAB变量的存取24 W Xf[W
2.3数组及向量运算24 +'w6=qI
2.3.1数组和向量的创建24 mtLiS3Nk8
2.3.2数组的寻址27 {XC[Ia6jtL
2.3.3数组的运算27 A&jR-%JG
2.3.4向量运算29
w%oa ={x
2.4矩阵及其运算30 " w /Odd
2.4.1矩阵的创建30 yYTOp^
2.4.2矩阵的运算31 L| 'B*
2.4.3矩阵的常用函数运算33 s I 0:<6W
2.5多项式及其运算34 t Q.H/ ;
2.5.1多项式的构造34 ssH[\i
2.5.2多项式的运算34 v4X ` Ul*
2.5.3多项式拟合36 T;,, !
2.6符号运算37 G~ 4G$YL*
2.6.1基本符号对象37 : S-{a
2.6.2符号表达式38 <a+ @ 4d;
2.6.3符号表达式的运算38 4)XB3$<
2.6.4常用的符号运算39 (*T$:/zI S
2.7MATLAB绘图40 j(>xP*il
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 fgA-+y
2.7.2二维绘图41 ,sg\K> H=
2.7.3图形修饰43 V8pZr+AJ
2.7.4三维绘图46 Oe "%v;-
2.7.5特殊图形48 z$ {[Z=
2.7.6四维图形50 u2[L^]|
2.8MATLAB程序设计51 g<$2#c}
2.8.1M文件编辑器51 M[u6+`
2.8.2命令文件53 _ib
@<%
2.8.3函数文件53 "kVzN22
2.8.4M文件的规则54 XBcbLF
2.8.5全局变量与局部变量54 ;R@D
2.8.6程序流控制55 [;~"ctf {
2.8.7程序设计举例58 E>r7A5Uo
2.8.8程序设计的基本原则60 Wn?),=WQ{
习题60 j0{Qy;wP )
参考文献62 wL>;_KdU`
i
If?K%M7
第二部分 应用篇 t4hc X[
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 7y.iXe !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 Otf {) f
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 V:+z 3)qF
3.1.2电矢量垂直入射面66 8NJT:6Q7l
3.1.3菲涅耳公式66 Zdfh*MHMg
3.2光的干涉68 $++ O@ C5
3.2.1波的叠加原理68 *!dA/sid
3.2.2光波的干涉71 #]gmM
3.2.3杨氏干涉实验71 M7&G9S GZ
3.2.4牛顿环74 (zk/>Ou
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 9E[==2TO
3.3光的衍射79 RU>qj
*e
3.3.1光的衍射现象79 U9
mK^
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 <zAYq=IU
3.3.3光栅衍射83 ~zWLqnS}
3.4光的偏振84 6mgLeeY
3.4.1光波的偏振态84 d..JW{
3.4.2光波的偏振态的仿真85 Y zmMF
3.5平行光束通过透镜聚焦87 B`jq"[w]-
3.5.1平凸透镜光线追迹87 }-u%6KZ
参考文献90 L9F71bs59
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 Imq- 5To#
4.1信息光学函数91 1<*U:W
$g
4.1.1矩形函数91 ~mMTfC~9
4.1.2阶跃函数93 2. {/ls
4.1.3符号函数94 Ap4.c8f?Q-
4.1.4sinc函数94 f"zmN G'
4.1.5高斯函数95 k*Aee7
4.2傅里叶变换97 K%Bz6 ~
4.3卷积定理99 ovDP nf(
4.4傅里叶透镜的仿真101 G!h7 5G20
4.5计算全息103 :AI%{EV-L
4.5.1全息透镜103 Q7tvpU
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 h r hj4
参考文献107 >vO+k^'Y
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 F!*GrQms
5.1图像及数字图像简介108 |>.</68Z
5.1.1索引图像108 >[~7fxjK-
5.1.2RGB图像109 !_B *Po
5.1.3二值图像109 rUAt`ykTmN
5.1.4灰度图像109 |k,-]c;6
5.2数字图像的读取、显示及输出110 t*u#4I1
5.2.1图像的读取110 =);@<Jp
5.2.2图像的显示110 ,xAF=t
5.2.3图像的输出112 (XY`1|])`
5.2.4添加颜色条112 kQQDaZ 8
5.3图像类型的转化113 18 Ju]U
5.3.1dither函数113 "^;h'
5.3.2gray2ind函数114 ^Xu4N"@
5.3.3im2bw函数115 * -{|m1P
5.3.4rgb2gray函数116 Nd{U|k3pL
5.3.5rgb2ind函数116 ;K%/s IIke
5.4图像的代数操作117 gU NWM^n
5.4.1图像的相加117 0r8Wv,7Bo
5.4.2图像的相减119 NK(_ &.F
5.4.3图像的相乘121 )S/=5Uc
5.4.4图像的相除121 e0otr_)3F
5.5图像的对比度增强123 4"\cA:9a
5.5.1线性变换123 "Wr[DqFd
5.5.2非线性变换123 ItZYOt|Hn
5.6图像的锐化124 G#^0Bh&
5.6.1边界提取和锐化124 2A:h&t/|C
5.6.2锐化滤波器125 `u PLyS.
5.7图像的边缘检测127 Dg{d^>T!_x
5.7.1边缘检测算子127 a6 0rJ#GD
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128
*
1xs/$`
5.8基于灰度的图像分割131 bS954d/
5.9图像的膨胀与腐蚀134 \<09.q<8
5.9.1膨胀和腐蚀134 A^A)arJS
5.9.2结构元素134 %~gI+0HK
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 M} f(-,9
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 \iP@|ay9
参考文献136 m8e()8lZ3
X J)Y-7c
第三部分 实例篇 \g
h |G
第6章课程设计综合实例139 I~@8SSO,vH
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 tMp! MQ
6.1.1设计目的139 ela^L_N hF
6.1.2设计任务及具体要求139 Zj'%c2U_
6.1.3基本原理概述139 "k{so',7z
6.1.4设计方案及验证140 jX(hBnGW
参考文献148 n+te5 _F
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 /kg#i&bP~
6.2.1设计目的148 Hbd>sS
6.2.2设计任务及要求148 ]dI^
S
6.2.3设计原理概述149 js@L%1r#L
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 +@?'dw
参考文献154 v+W'0ymbnV
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 f.+1Ubq!5
6.3.1设计目的154 hh&$xlO)(v
6.3.2设计任务及要求155 Lhe&
6.3.3设计原理概述155 ^2+ Vt=*
6.3.4MATLAB仿真实现155 6$'*MpYF4
参考文献160 |?8nO.C~V
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 g$?^bu dxv
6.4.1设计目的161 MGt>:&s(]
6.4.2设计任务及要求161 IDFzy g_
6.4.3设计原理概述161 EwA*
6.4.4设计实现163 oW 6Hufu+o
参考文献169 G8klWZAJ
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 k%i.B
6.5.1设计目的169 V|$PO
Qa3
6.5.2设计任务及要求169 \AKP ea=
6.5.3设计原理概述169 r]Wt! oHm5
6.5.4设计实现171 |D"L!+J-$
参考文献178 hpb|| V
6.6基于MATLAB的相关识别178 #~"IlBk\
6.6.1设计目的178 ^MF 2Q+
6.6.2设计任务及要求178 Fp A t
6.6.3设计原理概述178 V<jj'dZfW
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 %oTBh* K'o
参考文献183 , 6X;YY
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 }9fch9>Zr
6.7.1设计目的183 TnK<Wba
6.7.2设计任务及要求183 6&ut r!\7
6.7.3设计原理概述183 jS##zC
6.7.4设计实现185 k'#3fz\
参考文献187 kaB |+U9^
6.8基于MATLAB的激光束合成187 dX@ic,?
6.8.1设计目的187 @:GqOTN
6.8.2设计任务及要求188 2a
eH^:u
6.8.3设计原理概述188 p T wzVz~
6.8.4设计实现188 GyN|beou
参考文献193 ~io. TS|r
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 abR<( H12
6.9.1设计目的194 m1Y a
6.9.2设计任务及要求194 w|s2f`!
6.9.3设计原理概述194 : #CWiq("%
6.9.4设计实现197 xw
43P.
参考文献200 aq}hlA(w
6.10基于MATLAB的人脸识别200 %bN{FKNN
6.10.1设计目的200 BoYY^ih
6.10.2设计任务及具体要求201 L,y
q=%h|
6.10.3基本原理概述201 'kt6%d2
6.10.4设计方案及验证201 [1 P_^.Htr
6.10.5结论208 XNJZ~Mowb
参考文献208
