《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。 | Q:$G!/
《MATLAB仿真及其在光学课程中的应用》特点：由浅入深，结构层次清楚；紧扣专业，仿真实例丰富，针对性强；语言精练，通俗易懂。 x|*v(,7b]!
本书可作为高等院校光学、光学工程、光电信息科学与工程、电子科学技术等相关专业本科生和研究生学习专业知识的辅助教材、参考书和仿真实验指导书，也可供相关专业的教师和科技工作者参考.对参加相关课程设计和毕业设计的读者来说，书中所给实例有一定参考价值。 I=l() ET=
i;xH
第一部分 语言篇 '1;Q'-/J
第1章MATLAB语言概述3 *%(8z~(\
1.1MATLAB简介3 1C+Y|p?KA
1.1.1MATLAB的发展历程3 '-3AWBWI1
1.1.2MATLAB的主要特点3 &H,5f #
1.2MATLAB的系统组成4 /Ik_U?$*
1.2.1MATLAB开发环境4 s<'^
@Y
1.2.2MATLAB数学函数库5 + Y(cs&V*
1.2.3MATLAB语言5 aKS
2p3
1.2.4MATLAB图形处理系统5 <a a# OX
1.2.5MATLAB程序接口5 a#FkoA~M
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 E-_)w
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 /,$;xt-J35
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 9 Am&G
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 Ei Wy` H;
1.4.1菜单和工具栏9 ,WA 7Kp9
1.4.2命令行窗口10 t5N@ z
1.4.3工作区11 !y$H r[v
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 85Q2c
1.5.1帮助窗口11 2NAGXWE
1.5.2帮助命令12
Tn2Z{.q$
1.5.3演示系统（Demos）13 JV(eHuw
1.5.4帮助系统导航浏览器13 7^'TU=ss_
1.5.5远程帮助系统14 '|&}rLr:+
1.6MATLAB的基本操作命令14 \k0%7i[nZ/
1.6.1通用命令和编辑键14 }
IFZ$Y
1.6.2文件管理15 ]B=B@UO@.
1.7MATLAB使用初步16 2H;&E1:
习题16 dsX{ 5
第2章MATLAB的基本语法17 [VI dw 92
2.1数据类型17 meu\j g
2.1.1数值类型17 QE84l
2.1.2字符串17 ^M6v;8EU
2.1.3逻辑类型19 (~xFd^W9o
2.1.4元胞数组20 ^ $Q',
2.1.5构架数组21 [J\5DctX;c
2.1.6函数句柄（function）21 N}nU\e6 Y
2.2变量22 sY7:Lzs.,
2.2.1变量命名的规则22 mu)?SGpyE
2.2.2变量的赋值22 u /JEQz1
2.2.3MATLAB变量的显示23 UoPd>q4Uj
2.2.4MATLAB变量的存取24 "UKX~}8T
2.3数组及向量运算24 SP Og'
2.3.1数组和向量的创建24 En8-Hc#NC
2.3.2数组的寻址27 *!%y.$\cE
2.3.3数组的运算27 iq,qf)BY.|
2.3.4向量运算29 U`K5 DZ~
2.4矩阵及其运算30 &WN4/=QW-J
2.4.1矩阵的创建30 O^G/(
2.4.2矩阵的运算31 -'BJhi\Y]~
2.4.3矩阵的常用函数运算33 $EW31R5h<s
2.5多项式及其运算34 GBtBmV/`
2.5.1多项式的构造34 MHVqRYz
2.5.2多项式的运算34 cKh { s
2.5.3多项式拟合36 M |?qSFv:
2.6符号运算37 g[*+R9'
2.6.1基本符号对象37 | ctGxS9
2.6.2符号表达式38 RO'MFU <g
2.6.3符号表达式的运算38 cZ \#074u/
2.6.4常用的符号运算39 l*HONl&j
2.7MATLAB绘图40 8NudY3cU!
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 8HX(1nNj}
2.7.2二维绘图41 3m#v|52oj
2.7.3图形修饰43 \
lP
c,8)
2.7.4三维绘图46 eHF# ME
2.7.5特殊图形48 iOPv
% [
2.7.6四维图形50 ! 1C3{
2.8MATLAB程序设计51 c? CwxI_b8
2.8.1M文件编辑器51 gQ.yNe
2.8.2命令文件53 V;L^q?v
!
2.8.3函数文件53 dn$1OhN8M
2.8.4M文件的规则54 Fj"g CBaR
2.8.5全局变量与局部变量54 hdW" ,Bf'
2.8.6程序流控制55 uT8/xNB!
2.8.7程序设计举例58 5,I'6$J
2.8.8程序设计的基本原则60 z!)_'A
习题60 wg^#S
参考文献62 qC SJ=T;
T2Z;)e$m_
第二部分 应用篇 i]Lt8DiR q
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 VxLq,$B76
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 l ?NRQTG
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 _Z.lr\
3.1.2电矢量垂直入射面66 b(_PCVC
3.1.3菲涅耳公式66 bWt>tEnf
3.2光的干涉68 l] WV gu
3.2.1波的叠加原理68 SOE#@{IXBa
3.2.2光波的干涉71 \o?zL 7
3.2.3杨氏干涉实验71 t] P[>{y
3.2.4牛顿环74 ^HLi1w|
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 xYc)iH6&
3.3光的衍射79 w}G2m) (
3.3.1光的衍射现象79 2J Yp.CJv
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 %Xh/ 16X${
3.3.3光栅衍射83 _Hl[Fit<j1
3.4光的偏振84 `i8osX[ &p
3.4.1光波的偏振态84 .S`Ue,H
3.4.2光波的偏振态的仿真85 1B+MCt4
3.5平行光束通过透镜聚焦87 bENfEOf,
3.5.1平凸透镜光线追迹87 NO P~?p
参考文献90 M-K<w(,X
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 }5RfY| ;
4.1信息光学函数91 ro6|N?'
4.1.1矩形函数91 [g]ks
4.1.2阶跃函数93 -?!|W-}@G=
4.1.3符号函数94 [N$da=`wv
4.1.4sinc函数94 P1vr}J
4.1.5高斯函数95 bEV
9l
4.2傅里叶变换97 [V T&
4.3卷积定理99 l\- 1W2
4.4傅里叶透镜的仿真101 l:a+o gm3
4.5计算全息103 K%Mm'$fTw
4.5.1全息透镜103 FviLlly6
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 ik+qx~+`Qv
参考文献107 n <6}
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 A-~#ydv
5.1图像及数字图像简介108 L5(rP\B
5.1.1索引图像108 j ?i Ur2
5.1.2RGB图像109 &9$0v" `H
5.1.3二值图像109 LZM dW
#,[
5.1.4灰度图像109 ) UI$ s"
5.2数字图像的读取、显示及输出110 Vl{CD>$,
5.2.1图像的读取110 $yIcut7
5.2.2图像的显示110 }Y(Q7l
5.2.3图像的输出112 |A8 Ar 7 )
5.2.4添加颜色条112 =$}P'[V
5.3图像类型的转化113 5~<> h~yJ
5.3.1dither函数113 -OB72!sKU
5.3.2gray2ind函数114 J#L-Slav%
5.3.3im2bw函数115 ') 5W
5.3.4rgb2gray函数116 ge`)sB,
5.3.5rgb2ind函数116 GxLoN Vr
5.4图像的代数操作117 1.o-2:]E
5.4.1图像的相加117 V CiJ]$`M
5.4.2图像的相减119 4};!nYey!
5.4.3图像的相乘121 f Piq
5.4.4图像的相除121 z_*] joL
5.5图像的对比度增强123 e!l!T@
pf
5.5.1线性变换123 5{zXh
5.5.2非线性变换123 W:aAe%S
5.6图像的锐化124 q =b.!AZy
5.6.1边界提取和锐化124 yv 9~
5.6.2锐化滤波器125 LbJ tU !
5.7图像的边缘检测127 >B>CV8p6w
5.7.1边缘检测算子127 ^LfCLI 9Z
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 G&0&*mp
5.8基于灰度的图像分割131 Wcz{": [
5.9图像的膨胀与腐蚀134 Ig'Y]% Z0
5.9.1膨胀和腐蚀134 1(gb-u0
5.9.2结构元素134 ;8 JJ#ED
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 r[eZV"
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 [@";\C_I
参考文献136 #KXaz Zu"
<. HHV91
第三部分 实例篇 PkLRQ}
第6章课程设计综合实例139 T73oW/.0X?
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 C0jmjZ%w@
6.1.1设计目的139 jm =E_86_
6.1.2设计任务及具体要求139 V3$!`T}g4
6.1.3基本原理概述139 4(R O1VWsb
6.1.4设计方案及验证140 )*G3q/l1u6
参考文献148 R 9o:{U]
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 *wwLhweQ5W
6.2.1设计目的148 :)c > 5
6.2.2设计任务及要求148 prlnK
6.2.3设计原理概述149 +AZ=nMgW
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 Gnl6>/L,
参考文献154 ""^9WLH4g-
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 Vt5%A}.VQ
6.3.1设计目的154 hAOXOj1
6.3.2设计任务及要求155 Gc~A,_(
6.3.3设计原理概述155 $.QnM
6.3.4MATLAB仿真实现155 fm;1Iu#
参考文献160 :GIY"l'
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 V{HZ/p_Y
6.4.1设计目的161 enF.}fo]
6.4.2设计任务及要求161 RoxzCFsI\
6.4.3设计原理概述161 j5R= K*y
6.4.4设计实现163
p[0W s460
参考文献169 Ufv{6"sH
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 O!d^v9hM,
6.5.1设计目的169 8.o[K
6.5.2设计任务及要求169 iEr|?,
6.5.3设计原理概述169 Wv77ef
6.5.4设计实现171 F@ZG| &
参考文献178 +=$\7z> s
6.6基于MATLAB的相关识别178 Y5-X)f
6.6.1设计目的178 T)3#U8sT
6.6.2设计任务及要求178 , ZD !Qb
6.6.3设计原理概述178 v n
.wM
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 0+/L?J3
参考文献183 #Jy+: |jJ
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 D?}LKs[
6.7.1设计目的183 <!y_L5S|
6.7.2设计任务及要求183 VDPqI+z
6.7.3设计原理概述183 (+Gd )iO
6.7.4设计实现185 `vDg~o
参考文献187 zO2 <Igb
6.8基于MATLAB的激光束合成187 oFoG+H"&7\
6.8.1设计目的187 x4*8q/G=D
6.8.2设计任务及要求188 r4J4|&ym
6.8.3设计原理概述188 GE Xz)4[
6.8.4设计实现188 L^RyJ;^c
参考文献193 01H3@0Q6
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194 *#N%3:@T
6.9.1设计目的194 1Lqs>*
6.9.2设计任务及要求194 (Uv{%q.n6
6.9.3设计原理概述194 p J+>qy5
6.9.4设计实现197 aMm`G}9n
参考文献200 I4m)5G?O2
6.10基于MATLAB的人脸识别200 s<E_74q1
6.10.1设计目的200 )09_CC!a
6.10.2设计任务及具体要求201 [mw# a9
6.10.3基本原理概述201 5Lu m$C
c}
6.10.4设计方案及验证201 VY=~cVkzS
6.10.5结论208 p&N w:S
参考文献208
