《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。 )5(Ko <"
《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。 |Q _]+[
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。 =*Ad
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第一部分 语言篇 U;Ne"Jh
第1章MATLAB语言概述3 ^s=p'&6
1.1MATLAB简介3 R6KS&Ge_
1.1.1MATLAB的发展历程3 {_{&t>s 2
1.1.2MATLAB的主要特点3 (i*;V0
1.2MATLAB的系统组成4 9 yE
1.2.1MATLAB开发环境4 (GNY::3
1.2.2MATLAB数学函数库5 #*|0WaC
1.2.3MATLAB语言5 :',Q6j( s
1.2.4MATLAB图形处理系统5 Vg+jF !\7
1.2.5MATLAB程序接口5 2]f"(X4jp
1.3MATLAB R2014a的安装、启动和退出5 ?TXe.h |u
1.3.1MATLAB R2014a的安装5 iA[WDB\|0
1.3.2MATLAB R2014a的启动和退出8 />i~No#Xm
1.4MATLAB R2014a的工作环境8 5U3 b&0
1.4.1菜单和工具栏9 ee=d*)
1.4.2命令行窗口10 ^:c"%<"='
1.4.3工作区11 HSR^R
1.5MATLAB R2014a帮助系统11 pzPm(M1^X
1.5.1帮助窗口11 H)${"
1.5.2帮助命令12 MiX*PqNTM
1.5.3演示系统（Demos）13 [H!8m7i;
1.5.4帮助系统导航浏览器13 @9wug!,
1.5.5远程帮助系统14 c G`R\ $
1.6MATLAB的基本操作命令14 /4f4H?A -
1.6.1通用命令和编辑键14 5ma*&Q8 +
1.6.2文件管理15 v^;%Fz_Dr
1.7MATLAB使用初步16 8@f=GJf
习题16 < CJ`A5N
第2章MATLAB的基本语法17 o1"-x
2.1数据类型17 '*PJ-=G
2.1.1数值类型17 #(5 hV7i
2.1.2字符串17 @%5$x]^
2.1.3逻辑类型19 ^q uv`d
2.1.4元胞数组20 Ak \w)!?s
2.1.5构架数组21 A+N%A] 2
2.1.6函数句柄（function）21 } Z~& X L=
2.2变量22 #z*-
2.2.1变量命名的规则22 )ww#dJn
2.2.2变量的赋值22 *k] izWsV*
2.2.3MATLAB变量的显示23 g UcG#
2.2.4MATLAB变量的存取24 0{Kb1Ut
2.3数组及向量运算24 Vf'r6Rf
2.3.1数组和向量的创建24 3%JPJuNVw
2.3.2数组的寻址27 XA$Z 7_gu3
2.3.3数组的运算27 2
P=c1;
2.3.4向量运算29 *)2& gQ&%+
2.4矩阵及其运算30 6S~l gH:
2.4.1矩阵的创建30 "s6O|=^*
2.4.2矩阵的运算31 "t{|e6
2.4.3矩阵的常用函数运算33 \.R+|`{tf
2.5多项式及其运算34 T =l4Vb{>
2.5.1多项式的构造34 q0oNRAvn"
2.5.2多项式的运算34 jtMN )TM
2.5.3多项式拟合36 6 n
2LG
2.6符号运算37 7%-+7O 3ud
2.6.1基本符号对象37 <Q4yN!6
2.6.2符号表达式38 d@:4se-q+
2.6.3符号表达式的运算38 aK%i =6j!
2.6.4常用的符号运算39 %U.aRSf/
2.7MATLAB绘图40 gZFtV
2.7.1MATLAB绘图的基本步骤41 u_C/Y[ik
2.7.2二维绘图41 \9*,[mvC
2.7.3图形修饰43 2xchjU-
2.7.4三维绘图46 O~r.sJ}
2.7.5特殊图形48 J&xH "U
2.7.6四维图形50 QT5,_+ho
2.8MATLAB程序设计51 PLi [T4u
2.8.1M文件编辑器51 &J\V
!uVo
2.8.2命令文件53 `g;`yJX<
2.8.3函数文件53 -m & 8SN
2.8.4M文件的规则54 QsaaA
MGY
2.8.5全局变量与局部变量54 Hd1e9Q,:|
2.8.6程序流控制55 Kw%n;GFl'
2.8.7程序设计举例58 p~T)Af<(
2.8.8程序设计的基本原则60 )$* T>.JA
习题60 .,C8ASfh
参考文献62 ;Ol C^\e
7PDz ]i
第二部分 应用篇 $)5F3 a|
第3章MATLAB在光学原理中的应用举例65 p+O 2 :
3.1平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射65 "Q:m0P
xb
3.1.1电矢量平行入射面的反射系数和振幅透射系数65 1k5o?'3&
3.1.2电矢量垂直入射面66 *Ge2P3
3.1.3菲涅耳公式66 VQr)VU=jb
3.2光的干涉68 tFvc~zz9
3.2.1波的叠加原理68 pq"3)+3:
3.2.2光波的干涉71 ,= ;d<O8
3.2.3杨氏干涉实验71 MY z yg
3.2.4牛顿环74 IH;+pN
3.2.5迈克尔逊干涉仪75 { x m^DT
3.3光的衍射79 PKoB~wLH
3.3.1光的衍射现象79 !BN7 B
3.3.2矩孔和圆孔衍射82 !$&3h-l[
3.3.3光栅衍射83 } ";\ 8
3.4光的偏振84 s
V70a 3#
3.4.1光波的偏振态84 dF$Fd{\4^
3.4.2光波的偏振态的仿真85 :V>M{vd
3.5平行光束通过透镜聚焦87 Yg5m=L is
3.5.1平凸透镜光线追迹87 `ySmzp
参考文献90 zV(F9}^
第4章MATLAB在信息光学中的应用举例91 9rr"q5[
4.1信息光学函数91 x0ZEVa0`4
4.1.1矩形函数91 o}XbFL n
4.1.2阶跃函数93 1C [j:Ly/
4.1.3符号函数94 A$K>:Tt>
4.1.4sinc函数94 S7cxEOfAu
4.1.5高斯函数95 Ou~|Q&f'
4.2傅里叶变换97 7-nz'-'
4.3卷积定理99 0hTv0#j#
4.4傅里叶透镜的仿真101 wl1JKiodg
4.5计算全息103 V9:h4]
4.5.1全息透镜103 %4: tRF
4.4.2二元傅里叶变换全息图105 u:+wuyu
参考文献107 zG_e=
第5章MATLAB在光电图像处理中的应用108 WlHw\\ur
5.1图像及数字图像简介108 ;~Eb Q
5.1.1索引图像108 q' };.tv
5.1.2RGB图像109 d($f8{~W
5.1.3二值图像109 ='1J&w~7
5.1.4灰度图像109 $9v:(:!Bm
5.2数字图像的读取、显示及输出110 zi~_[l-
5.2.1图像的读取110 xU/Eu;m
5.2.2图像的显示110 6,j6,Q(67
5.2.3图像的输出112 %;UE y j
5.2.4添加颜色条112 `nA_WS
5.3图像类型的转化113 38IVSK _
5.3.1dither函数113 M{S7tMX
5.3.2gray2ind函数114 v~>^c1:
5.3.3im2bw函数115 [4:_6vd7X
5.3.4rgb2gray函数116 \BC|`)0h
5.3.5rgb2ind函数116 vpOn0([hS
5.4图像的代数操作117 c yq ]-B
5.4.1图像的相加117 .Yqu OCc(
5.4.2图像的相减119 }
FcWzi
5.4.3图像的相乘121 C<CE!|sfr
5.4.4图像的相除121 L^: +8g
5.5图像的对比度增强123 q^ ],K'
5.5.1线性变换123 8 UArl3
5.5.2非线性变换123 0Y# S2ty
5.6图像的锐化124 s8T} ah!
5.6.1边界提取和锐化124 CybHr#LBc
5.6.2锐化滤波器125 t?p[w&@M2
5.7图像的边缘检测127 AY['!&T
5.7.1边缘检测算子127 9.R )iA
5.7.2边缘检测的MATLAB实现128 tp2CMJc{L
5.8基于灰度的图像分割131 {l= !
5.9图像的膨胀与腐蚀134 V.Pb AN
5.9.1膨胀和腐蚀134 "WOY`su>
5.9.2结构元素134 CLI!( 8ZW
5.9.3膨胀的MATLAB实现135 o. DT`L8
5.9.4腐蚀的MATLAB实现136 v KppXm1
参考文献136 pX
]K-
s$e0;C!D
第三部分 实例篇 U@v =q9'W
第6章课程设计综合实例139 ` INc Zr"
6.1基于MATLAB的汽车牌照识别系统的设计与实现139 gio'_X
6.1.1设计目的139 c F_hU"
6.1.2设计任务及具体要求139 :70cOt~Z
6.1.3基本原理概述139 w~>V2u_-
6.1.4设计方案及验证140 O#Ab1FQn
参考文献148 jj8AV lN
6.2基于MATLAB的空间滤波仿真实现148 ot P7;l
6.2.1设计目的148 _@0>y MZ^
6.2.2设计任务及要求148 T!eb=oy
6.2.3设计原理概述149 j;eR9jI$T
6.2.4空间滤波的仿真设计实现149 z8+3/jLN0B
参考文献154 5DKR1z:
6.3基于MATLAB的高斯光束及传输特性分析154 NZ`W`#{
6.3.1设计目的154 u=
(
kii=/
6.3.2设计任务及要求155 HgY"nrogt$
6.3.3设计原理概述155 )|f! }( p
6.3.4MATLAB仿真实现155 DzX5_ kA
参考文献160 w@Ut[
;6^
6.4基于MATLAB的光纤定向耦合器的耦合特性分析161 0hK)/!Y
6.4.1设计目的161 SLRQ3 <0W_
6.4.2设计任务及要求161 31-%IkX+k
6.4.3设计原理概述161 T%K"^4k
6.4.4设计实现163 DPI iGRw
参考文献169 ;cIs$
6.5基于MATLAB的光学图像加密/解密技术的研究169 *,!6#Z7
6.5.1设计目的169 bWAhK@epI
6.5.2设计任务及要求169 1c WUPVQ
6.5.3设计原理概述169 :N5R.@9
6.5.4设计实现171 - xt j:UO
参考文献178 5'gV_U
6.6基于MATLAB的相关识别178 ~0r:Wcj x
6.6.1设计目的178 1I u^+
6.6.2设计任务及要求178 eZs34${fN
6.6.3设计原理概述178 YuXq
6.6.4图像相关识别MATLAB的仿真实现180 !q!.OQ
参考文献183 09pnM|8A
6.7MATLAB在激光光斑测量中的应用183 zuR!,-W
6.7.1设计目的183 5F$ elW
6.7.2设计任务及要求183 "
cx\P,<
6.7.3设计原理概述183 CGvU{n,"
6.7.4设计实现185 MHJH@$|]
参考文献187 lw0l8 6^Y
6.8基于MATLAB的激光束合成187 U bT 7
6.8.1设计目的187 #:v}d+
6.8.2设计任务及要求188
7 :t+
6.8.3设计原理概述188 jD9 ^DzFx
6.8.4设计实现188 PvX>+y5
参考文献193 b_@MoL@A!
6.9MATLAB在透镜像差计算中的应用194
Lh0Pvq0C
6.9.1设计目的194 *j RNpB{)z
6.9.2设计任务及要求194 $5T3JOFz
6.9.3设计原理概述194 Qp~O!9ph
6.9.4设计实现197 'ek7e.x|V
参考文献200 hl?G _%a
6.10基于MATLAB的人脸识别200 5O<7<O B
6.10.1设计目的200 wYK-YY:Q3
6.10.2设计任务及具体要求201 z/(^E8F
6.10.3基本原理概述201 vL(7 |K
6.10.4设计方案及验证201 _v:t$k #sN
6.10.5结论208
lAz. I
参考文献208
