《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。 iW /}#
《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。 d{7 +w/Zi
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。 Per1IcN
3kMf!VL
第一部分 语言篇 3jC_AO %T
第1章MATLAB语言概述3 /RC7"QzL
1.1MATLAB简介3 ,Vk3kmuvr]
1.1.1MATLAB的发展历程3 #?9;uy<j.q
1.1.2MATLAB的主要特点3 J~UuS+Ufv
1.2MATLAB的系统组成4 <yFu*(Q
1.2.1MATLAB开发环境4 nQ,HMXj
1.2.2MATLAB数学函数库5 'u b@]ru|
1.2.3MATLAB语言5 Fun^B;GA:
1.2.4MATLAB图形处理系统5 ~O &:C{9=
1.2.5MATLAB程序接口5 =rCIumqD-}
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 b`O'1r\Y;
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 /C G"]!2 "
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 )f<z% :I+Z
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 }@+:\
1.4.1菜单和工具栏9 exUu7& *:
1.4.2命令行窗口10 *itUWpNhr
1.4.3工作区11 xx%j.zDI]
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 k{SAvKx=
1.5.1帮助窗口11 ~A T'[(6
1.5.2帮助命令12 *6DB0X_-}
1.5.3演示系统（Demos）13 sI^Xb@'09$
1.5.4帮助系统导航浏览器13 wov\kV
1.5.5远程帮助系统14 .+A+|yR
1.6MATLAB的基本操作命令14 I75DUJqy]
1.6.1通用命令和编辑键14 cz RFMYE
1.6.2文件管理15 76h ,]xi
1.7MATLAB使用初步16 J,y[[CdH`
习题16 >_"an~Ss
第2章MATLAB的基本语法17 xRLT=.ir
2.1数据类型17 6.nCV 0xA
2.1.1数值类型17 j yUCH*@
2.1.2字符串17 <s<n
2.1.3逻辑类型19 iVq' r4S
2.1.4元胞数组20 ! \.pq 2
2.1.5构架数组21 EVC]sUT
2.1.6函数句柄（function）21 0*D$R `$
2.2变量22 D (?DW}Rqs
2.2.1变量命名的规则22 ' =8d?aeF
2.2.2变量的赋值22 C
mWgcw1
2.2.3MATLAB变量的显示23 * kDC liL
2.2.4MATLAB变量的存取24 Fgh_9S9J
2.3数组及向量运算24 ]{ mPh\
2.3.1数组和向量的创建24
qwgPk9l
2.3.2数组的寻址27 N.{H,oO `
2.3.3数组的运算27 ;LSANr&
2.3.4向量运算29 :hk5 .[
2.4矩阵及其运算30 EC!02S
2.4.1矩阵的创建30 ?:I* 8Fj
2.4.2矩阵的运算31 E GU
0)<
2.4.3矩阵的常用函数运算33 Q%tX QP .r
2.5多项式及其运算34 ryUQU^v
2.5.1多项式的构造34 a:IC)]j$_
2.5.2多项式的运算34 f=gW]x7'R+
2.5.3多项式拟合36 k(7&N0V%zz
2.6符号运算37 ^s EY OX\
2.6.1基本符号对象37 >T 3-
2.6.2符号表达式38 F]]]y5t
2.6.3符号表达式的运算38 4` ]^ @"{
2.6.4常用的符号运算39 , I (d6
2.7MATLAB绘图40 dkBIx$t
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 Tg)| or/ %
2.7.2二维绘图41 e9 5Lo+:f
2.7.3图形修饰43 P& -Qc
2.7.4三维绘图46 })8N5C+KU
2.7.5特殊图形48 =I ;ZMJR
2.7.6四维图形50 dx{bB%?Y\=
2.8MATLAB程序设计51 A,hJIe
2.8.1M文件编辑器51 QIvVcfM^
2.8.2命令文件53 {19PL8B~}
2.8.3函数文件53 )SRefW.v
2.8.4M文件的规则54 bj0G5dc=
2.8.5全局变量与局部变量54 m6&~Hf wN
2.8.6程序流控制55 ?; +1)> {
2.8.7程序设计举例58 a /l)qB#
2.8.8程序设计的基本原则60 i&66Fi1
习题60
}mq6]ZrK
参考文献62 R0]1x Gz
OXSmt
DvJ
第二部分 应用篇 #crQ1p) \
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 Ou!2 [oe@M
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 LW 'D?p#
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 T?soJ]A
3.1.2电矢量垂直入射面66 NAQAU
*yP
3.1.3菲涅耳公式66 `maKN \;
3.2光的干涉68 %x{kc3PnO
3.2.1波的叠加原理68 ith
3 =`3
3.2.2光波的干涉71 K'Tm_"[u
3.2.3杨氏干涉实验71 mPN@{.(j
3.2.4牛顿环74 iWB =sL&p
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 ZQoU3 AD;
3.3光的衍射79 k,E{C{^M
3.3.1光的衍射现象79 y'~U%,ki6
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 YY((V@|K
3.3.3光栅衍射83 ]&xk30
3.4光的偏振84 ?{|q5n
3.4.1光波的偏振态84 LX7FaW
3.4.2光波的偏振态的仿真85 z Rl3KjET
3.5平行光束通过透镜聚焦87 THbh%)Zv+
3.5.1平凸透镜光线追迹87 %C'?@,7C
参考文献90 EC6DW=
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 F2 dHH^
4.1信息光学函数91 zyc"]IzOU
4.1.1矩形函数91 Y E s &
4.1.2阶跃函数93 Ins`l
4.1.3符号函数94 4(~L#}:r!
4.1.4sinc函数94 "Hb"F?Yb
4.1.5高斯函数95 gsv uE
4.2傅里叶变换97 V!ZC(
4.3卷积定理99 nntuLuW
4.4傅里叶透镜的仿真101 <fjX[l<Uz
4.5计算全息103 A v$^
4.5.1全息透镜103 YTX,cj#D^&
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 1k5Who@
参考文献107 .hP D$o
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 G5RR]?@6V
5.1图像及数字图像简介108 axRV:w;E<
5.1.1索引图像108 z^ q0/'
5.1.2RGB图像109 VT%NO'0
5.1.3二值图像109 TJpD{p}
5.1.4灰度图像109 OwUhdiG
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Ar|0b}=)>
5.2.1图像的读取110 vNY{j7l/W
5.2.2图像的显示110 ygS;$2m%2
5.2.3图像的输出112 p2[n$61
5.2.4添加颜色条112 }6 }l7x
5.3图像类型的转化113 3 !Ij;$
5.3.1dither函数113 BB $>h}
5.3.2gray2ind函数114 d(x\^z
5.3.3im2bw函数115 @* jz
o
5.3.4rgb2gray函数116 i2U{GV<K-r
5.3.5rgb2ind函数116 Y3 cMC)
5.4图像的代数操作117 Mzw <{*:r
5.4.1图像的相加117 nQtWvT
5.4.2图像的相减119 (KD RkE|=
5.4.3图像的相乘121 E`0?
5.4.4图像的相除121 p* (JjH
5.5图像的对比度增强123 Nk
8 B_{
5.5.1线性变换123 /?'FE 7Y
5.5.2非线性变换123 M j?`j_X
5.6图像的锐化124 B6As,)RjD:
5.6.1边界提取和锐化124 |`,2ri*5A
5.6.2锐化滤波器125 :WS@=sZN
5.7图像的边缘检测127 V-2(?auZd
5.7.1边缘检测算子127 Bz-c$me1
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 gH Eu/8E
5.8基于灰度的图像分割131 #n #}s
5.9图像的膨胀与腐蚀134 n;C
:0
5.9.1膨胀和腐蚀134 6|%?te x
5.9.2结构元素134 L>NL:68yN
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 #s( BuVU
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 vHc%z$-d
参考文献136 fLD, 5SN
oUr66a/[U
第三部分 实例篇 AW'0,b`v
第6章课程设计综合实例139 ]BZA:dd.G
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 8oseYH
6.1.1设计目的139 rjAn@!| :+
6.1.2设计任务及具体要求139 9C9oUtS
6.1.3基本原理概述139 {n.PF8A5X
6.1.4设计方案及验证140 w w3-^v
参考文献148 KV aiugQ
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 =.U[$~3q%
6.2.1设计目的148 EIAc@$4
6.2.2设计任务及要求148 ^4hO
6.2.3设计原理概述149 t!X. |`h
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Rz/gtEP
参考文献154 %y[h5 *y*
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 hJ? O],4J
6.3.1设计目的154 XS{Qnx_#
6.3.2设计任务及要求155 ~2N"#b&J
6.3.3设计原理概述155 a :`E0}C
6.3.4MATLAB仿真实现155 6=/F$|
参考文献160 e4_rC'=
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 |O+H[;TB6
6.4.1设计目的161 On.{!:"I/
6.4.2设计任务及要求161 gp?uHKsM
6.4.3设计原理概述161 6OIte -c
6.4.4设计实现163 EU;9 *W<
参考文献169 Fb>?1i`RN
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 $G+@_'
6.5.1设计目的169 n\D&!y[]F
6.5.2设计任务及要求169 e}7lBLK]*
6.5.3设计原理概述169 <w9JRpFY
6.5.4设计实现171 xn(kKB .
参考文献178 @ioJ] $o7
6.6基于MATLAB的相关识别178 S Lj!v&'
6.6.1设计目的178 $6 9&O
6.6.2设计任务及要求178 y9GoPC`z
6.6.3设计原理概述178 hEH?[>9
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 c_pr
参考文献183 5m 4P\y^a
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 ]|a g
6.7.1设计目的183 4f@rv^f(X
6.7.2设计任务及要求183 uyWu npT
6.7.3设计原理概述183 mdDOvm:&
6.7.4设计实现185 _8J.fT$${
参考文献187 >\#*P'y` d
6.8基于MATLAB的激光束合成187 -f^tE, -
6.8.1设计目的187 q`7PhA
6.8.2设计任务及要求188 &` r-.&Y
6.8.3设计原理概述188 9:|{ 6_Y
6.8.4设计实现188 & h)yro
参考文献193 4.aZ# c91_
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 v{N`.~,^
6.9.1设计目的194 ]Q1 y NtN
6.9.2设计任务及要求194 Y\P8 v
6.9.3设计原理概述194 M
FMs[+2_o
6.9.4设计实现197 3(N$nsi
参考文献200 cwlRQzQ(
6.10基于MATLAB的人脸识别200 &PHTpkaam
6.10.1设计目的200 {\1?ZrCI&
6.10.2设计任务及具体要求201 bsli0FJSh'
6.10.3基本原理概述201 $8h%a
8I
6.10.4设计方案及验证201 G>}255 qY
6.10.5结论208 X`K<>0.N
参考文献208
