一种卡塞格林反射系统的光机结构设计与分析 被引量：1

1

作者 高世林 魏梦琦 +3 位作者 张赛 李书培 温庆荣 徐明轩 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1136-1140,共5页

本文介绍了一种卡塞格林反射系统(以下简称卡式组件或卡式系统)的光机结构设计与分析。首先根据设计输入,进行指标分解,完成卡式组件的光机结构设计。然后通过公差分析和仿真分析对设计进行迭代和验证。最后通过环境试验来验证加工装调... 本文介绍了一种卡塞格林反射系统(以下简称卡式组件或卡式系统)的光机结构设计与分析。首先根据设计输入,进行指标分解,完成卡式组件的光机结构设计。然后通过公差分析和仿真分析对设计进行迭代和验证。最后通过环境试验来验证加工装调完成后的卡式组件的可靠性以及环境适用性。本文介绍的卡式组件具有刚度强度高,可靠性及环境适用性强等特点,同时满足光学性能指标要求。 展开更多

关键词 卡塞格林反射系统 光机结构设计 公差分析 仿真分析

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失调卡塞格林光学系统像差特性的研究 被引量：5

2

作者 庞志海 樊学武 +2 位作者 马臻 陈钦芳 邹刚毅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期195-200,共6页

以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在... 以矢量波像差理论为基础,对卡塞格林光学系统的失调像像差特性进行分析,通过分析发现失调的卡塞格林系统不会引入新的像差,只是会导致三阶像差在像面上的分布发生变化,球差在全视场内为常量,彗差零点不再位于视场中心,像散在视场内存在两个零点且不再关于中心视场对称。在校正失调产生轴上彗差的情况下,卡塞格林系统的一个像散零点位于轴上视场,轴上视场的像差接近于零,但是边缘视场的像散依然较大,因此在卡塞格林系统的装调过程中,需要测量多个视场的波像差来确定系统的装调状态。利用CODE V对失调卡塞格林系统的像差在视场上的分布进行仿真,结果表明利用矢量波像差理论可以对失调卡塞格林系统的像差进行定性分析,以提高卡塞格林系统的装调效率。 展开更多

关键词 矢量波像差 光学装调 失调量 像差 卡塞格林光学系统

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一种改进型的红外卡塞格林光学系统设计 被引量：14

3

作者 李婕 明景谦 卢若飞 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期76-80,共5页

在卡塞格林光学系统的设计中引入曼金反射镜、中继镜组,以提高卡塞格林光学系统承担视场和相对孔径的能力。通过设计实例表明,这种改进后的卡塞格林系统承担视场、相对孔径的能力得以很大提高,像质、结构长度满足设计的要求。

关键词 卡塞格林光学系统 曼金反射镜 光学设计

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基于卡塞格林原理的火焰自由基测量系统 被引量：3

4

作者 钟英杰 王根娟 +2 位作者 王明晓 王炜豪 邓凯 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1044-1050,共7页

为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采... 为了拓展火焰自由基荧光强度的测试方法,基于卡塞格林光学原理设计火焰非接触式定点测量系统,该系统可以实现对火焰自由基荧光强度的三维局部定点测量,具有定点聚焦及动态信号采集的功能.利用逆光路原理对自行设计的卡塞格林光线定点采集装置的聚焦功能进行验证,实验结果表明,该装置可以采集直径为0.382mm,长为1.628mm区域内的光线,具有三维高空间分辨率.基于甲烷部分预混火焰的OH基、CH基的光强随半径方向的分布数据分析,证明卡塞格林光线定点采集装置在火焰自由基荧光强度中定点测量的有效性与高空间分辨率特性. 展开更多

关键词 火焰自由基 荧光强度 卡塞格林光学系统 定点测量 光电倍增管

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改进型卡塞格林光学系统的设计 被引量：4

5

作者 张磊 刘智颖 +1 位作者 胡源 高天元 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2011年第4期30-32,共3页

普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过... 普通的卡塞格林光学系统,其主次镜分别由抛物面和双曲面组合而成,非球面镜的加工难度大、成本高,针对这些特点对卡塞格林光学系统进行了改进。改进型的卡塞格林光学系统与传统的卡塞格林光学系统对比具有加工难度小、成本低等特点,通过在系统最前面附加前校正组,使得主次镜可以由球面面型实现,通过在像面前设置后校正组使视场也得到了提高,与传统的卡塞格林光学系统20'相比,它的视场可以拓宽到1.3°。系统设计结果通过传递函数与点列图的分析与衍射极限非常接近,为中等口径卡塞格林光学系统的设计提供了一个新的思考方法。 展开更多

关键词 改进型卡塞格林光学系统 球面 遮拦比 视场 传递函数

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含衍射透镜的4^d视场卡塞格林光学系统 被引量：2

6

作者 任智斌 朱丽思 +1 位作者 曾皓 姜会林 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2007年第1期1-4,共4页

为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量... 为了改善卡赛格林光学系统的视场,首次将衍射透镜成功地引入大视场卡赛格林光学系统的设计中并给出了设计方案。该系统在次镜后使用了三个校正透镜且第一个透镜的前表面具有衍射面。此系统能在4°视场内获得接近衍射极限的成像质量,各视场的波前差均小于1/4波长,光学传递函数接近衍射极限。设计结果表明,衍射光学元件对于改善卡赛格林系统的视场具有重要的作用,此设计方案降低了对加工工艺水平的要求,成本大大降低,使设计结构紧凑且具有良好的消像差特性,从而找到并实践了提高卡赛格林光学系统视场的新途径。 展开更多

关键词 光学设计 衍射光学 视场 卡塞格林光学系统

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含衍射透镜的卡塞格林红外光学系统设计

7

作者 张建新 陆君 《光电技术应用》 2014年第3期5-7,共3页

该设计将衍射透镜引入到卡塞格林红外光学系统中。设计结果表明,衍射透镜的引入增大了卡塞格林光学系统的视场和相对孔径,改善了成像质量;同时也降低了加工工艺的要求,大大节约了成本。

关键词 光学设计 卡塞格林红外光学系统 视场 衍射光学

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卡塞格伦光学系统的杂光抑制和遮光罩设计 被引量：9

8

作者 廖胜 沈忙作 《光电工程》 CAS CSCD 1997年第4期31-36,共6页

介绍了卡塞格伦光学系统系统杂光的抑制。提出了带径向叶片的超短型遮光罩的设计方法，讨论了光阑的安排和衍射杂光的抑制。在此基础上，为一实际卡塞格伦光学系统进行了遮光罩设计。并在红外波段λ＝１０．６μｍ，测试了该系统的点源... 介绍了卡塞格伦光学系统系统杂光的抑制。提出了带径向叶片的超短型遮光罩的设计方法，讨论了光阑的安排和衍射杂光的抑制。在此基础上，为一实际卡塞格伦光学系统进行了遮光罩设计。并在红外波段λ＝１０．６μｍ，测试了该系统的点源透过率ＰＳＴ，实测结果证实了系统杂光抑制的有效性。 展开更多

关键词 卡塞格伦光学 杂光抑制 遮光罩 光学系统

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百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 被引量：3

9

作者 丁小昆 胡晓东 +1 位作者 王维科 魏青 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期241-246,共6页

以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大... 以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中,然而仅以遮拦效应来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大误差。从圆孔的夫琅和费衍射出发,推导具有百叶遮光罩的卡塞格林光学系统的衍射强度分布,证明了百叶遮光罩的衍射效应会对卡塞格林光学系统能量集中度产生较大影响。通过在Zemax中建立的光学系统模型分析表明,百叶遮光罩的衍射效应引起卡塞格林光学系统能量集中度的降低值是遮拦效应的3倍以上,并且叶片数量或厚度的增减都会引起能量集中度的显著下降。为百叶遮光罩的设计提供了理论依据和精确模型。 展开更多

关键词 星敏感器 卡塞格林系统 百叶遮光罩 能量集中度 衍射效应

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用于星敏感器的马蹄形卡塞格伦反射式光学系统杂散光抑制方法（英文） 被引量：2

10

作者 胡晓东 丁小昆 +1 位作者 王维科 魏青 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期175-179,共5页

星敏感器是惯性天文组合导航系统的关键传感器,星敏感器的光学系统设计及对杂散光的抑制是决定其能否实现测星的主要因素。提出一种改进型的卡塞格伦反射光学系统,该系统通过摆镜折叠光路并实现扫描,压缩了系统的体积,增强了系统的灵活... 星敏感器是惯性天文组合导航系统的关键传感器,星敏感器的光学系统设计及对杂散光的抑制是决定其能否实现测星的主要因素。提出一种改进型的卡塞格伦反射光学系统,该系统通过摆镜折叠光路并实现扫描,压缩了系统的体积,增强了系统的灵活性。进而针对该系统设计了一种基于基生叶结构的遮光罩,利用光线追迹软件在不同方位和俯仰角度入射下对系统进行了仿真分析,结果表明规避角以外的点源透射比可以达到10?9以下,满足系统使用要求。此外,鉴于传统点源透射比方法的计算量较大,还引入了杂散光系数的概念,通过对镜像系统进行反向光线追迹可以将杂散光分离,从而计算出杂散光系数,表征系统对杂散光的抑制能力。该方法可降低计算量,提高设计效率。 展开更多

关键词 天文导航 星敏感器 卡塞格伦光学系统 杂散光 遮光罩

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用计算全息法检测卡塞格林系统主镜 被引量：3

11

作者 王兆明 张继友 +2 位作者 栗孟娟 阴刚华 李凌 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期114-119,共6页

为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的... 为实现对卡塞格林光学系统中的非球面主镜表面面形的高精度检测,设计了一种二元位相型计算全息图(CGH)。介绍了工作原理,对CGH的相位模型参数的优化设计、衍射次级分离以及台阶位置与深度计算等关键问题进行了讨论。通过引入虚拟玻璃的概念快速建立非球面检测模型,针对卡塞格林系统主镜中心开孔的特点,通过加入同轴载波实现了衍射次级的完全分离,相比目前常用的倾斜载波方法简化了相位量化复杂度,数值仿真计算出了最优的台阶深度,降低了加工难度。给出了相应的设计方法及实例,研制投产了CGH。测试得到主镜面形的均方根误差为0.018λ,并与传统补偿器结果(RMS=0.019λ)进行对比,两者测试结果吻合,验证了该设计与检测方法的正确性,该设计方法简单快捷,适用于卡塞格林光学系统主镜面形检测。 展开更多

关键词 计算全息 非球面检测 卡塞格林光学系统

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卡塞格林系统的杂散辐射分析 被引量：5

12

作者 栗洋洋 刘琳 +1 位作者 彭晴晴 杨加强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期987-991,共5页

卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,... 卡塞格林系统是一种常见的同轴反射系统,具有长焦距、大通光口径、工作波段宽的特点。但是,卡塞格林系统的结构形式,决定了其受杂散辐射的严重影响。本文对卡塞格林系统进行了杂散辐射特性的研究和讨论,首先指出了该系统的杂散辐射源,并在杂散光分析软件TracePro中建立了系统的光机模型,对系统进行杂散光追迹。然后分析得出系统的外部杂散辐射和内部杂散辐射对系统的影响,得到系统的点源透过率,并据此指标评价系统的杂散光抑制水平。最后,针对系统的杂散辐射,设计了遮光罩并提出其他杂散防护措施。 展开更多

关键词 卡塞格林系统 杂散辐射 光线追迹 点源透过率

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经典卡塞格林系统热差分析 被引量：6

13

作者 许求真 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期435-441,共7页

对纯反射的经典卡塞系统,推导出了热差的数学解析式,用解析式分析计算了三种典型情形,并同步用ZEMAX软件进行了模拟演算。结果表明:当材料选择不当时,将会产生很大的热差;当反射镜材料和结构件材料的膨胀系数值相同时,热差恒为零。

关键词 热差 经典卡塞格林系统 红外导引头

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500倍卡塞格林式太阳能聚光镜设计与仿真

14

作者 张来明 谢冀江 +2 位作者 潘其坤 阮鹏 谭改娟 《太阳能》 2012年第10期51-53,共3页

对500倍卡塞格林式太阳能聚光镜进行了设计仿真,克服了传统聚光系统结构复杂、造价昂贵且聚光倍数低的弊端。利用卡塞格林结构具有光束耦合及高倍聚光的优点进行编程建模,设计了卡塞格林式500倍太阳能聚光镜,给出了设计方法及运用光学软... 对500倍卡塞格林式太阳能聚光镜进行了设计仿真,克服了传统聚光系统结构复杂、造价昂贵且聚光倍数低的弊端。利用卡塞格林结构具有光束耦合及高倍聚光的优点进行编程建模,设计了卡塞格林式500倍太阳能聚光镜,给出了设计方法及运用光学软件ZEMAX的模拟结果。模拟结果表明,设计的太阳能聚光镜消除了球差的影响,较传统聚光镜有更高的光学效率。在二维追日系统跟踪精度为0.5°时,实现有效聚光比544倍,光学效率71.09%,且价格低廉、结构简单,为太阳能聚光镜商业化开辟了一条新途径。 展开更多

关键词 非成像光学 太阳能聚光镜 卡塞格林结构 设计与仿真

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卡塞格伦天线系统中波束指向角度和天线座机械角度关系的研究与分析

15

作者 吴鹏 《电讯技术》 2007年第2期149-153,共5页

文中介绍的卡塞格伦天线系统中,波束指向角度和天线座机械角度有着复杂的数学关系。采用球面三角法推导了这些关系,作为雷达伺服系统测量和控制波束指向角度的基础。

关键词 雷达 伺服系统 卡塞格伦天线 波束方向 机械角度 数学关系 角度控制与测量

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卡塞格林式星敏感器杂散光分析 被引量：5

16

作者 郭力滔 高天元 +1 位作者 孙景睿 王小龙 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2015年第2期21-24,共4页

卡塞格林系统是新型星敏感器的光学系统,具有口径大、体积小的优点,但外界杂散光对卡塞格林系统的影响很大。介绍了一种焦距为425mm,口径为102mm的卡塞格林系统,考虑轴外渐晕的影响,给出星敏感器主遮光罩以及主、次遮光罩的设计方法。... 卡塞格林系统是新型星敏感器的光学系统,具有口径大、体积小的优点,但外界杂散光对卡塞格林系统的影响很大。介绍了一种焦距为425mm,口径为102mm的卡塞格林系统,考虑轴外渐晕的影响,给出星敏感器主遮光罩以及主、次遮光罩的设计方法。这种设计方法相比于其他方法更加便捷和精准。并用Tracepro对系统进行杂散光分析。计算得到点源垂直照度透射比(Point Source Transmittance,PST)曲线。分析结果表明,当杂散光入射角大于临界角30°时,PST值小于10-8量级,满足系统使用要求。证明设计方法是可行的。 展开更多

关键词 星敏感器 卡塞格林系统 杂散光分析 PST

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两步式灵敏度矩阵法在卡塞格林望远镜装调中的应用 被引量：7

17

作者 曹宇泽 马文礼 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-8,共8页

为了调节视场较大的卡塞格林望远镜的次镜位置,提出了两步式灵敏度矩阵模型的计算机辅助装调方法。在分析了传统的二次模型灵敏度矩阵法的缺陷的基础上,根据灵敏度矩阵的特点加入了精调步骤,对传统的灵敏度矩阵法进行了改进。针对卡塞... 为了调节视场较大的卡塞格林望远镜的次镜位置,提出了两步式灵敏度矩阵模型的计算机辅助装调方法。在分析了传统的二次模型灵敏度矩阵法的缺陷的基础上,根据灵敏度矩阵的特点加入了精调步骤,对传统的灵敏度矩阵法进行了改进。针对卡塞格林系统,分析了各项泽尼克系数与失调量之间的关系,并对300mm口径,0.6°视场的卡塞格林系统进行了校正仿真。仿真结果显示,传统的灵敏度矩阵法校正后沿x、y、z轴偏移及绕x、y轴倾斜的失调量的均值分别为:-0.0684 mm、-0.0892 mm、0.0015 mm、0.0498°和-0.0444°,全视场波像差RMS均小于0.1λ(λ=632.8nm);两步式灵敏度矩阵法校正后的均值分别为-0.0018 mm、-0.0012 mm、0.0002 mm、0.0008°和-0.0012°,全视场RMS均小于0.03λ,明显优于传统的灵敏度矩阵法。 展开更多

关键词 像差校正 灵敏度矩阵法 计算机辅助装调 卡塞格林系统

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异光谱卡氏非共轴摄远光学系统畸变的校正

18

作者 刘健 白东阳 +1 位作者 王晓曼 景文博 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2019年第2期111-116,共6页

涉及的摄远测量系统,是结合卡塞格林系统设计,给光学系统引入像差,产生畸变,光学畸变直接影响到测量精度,因此,首先应对系统光学畸变校正。研究基于卡塞格林系统设计的不同光谱范围,不共光轴及不同分辨率的摄远光学系统的畸变校正。现... 涉及的摄远测量系统,是结合卡塞格林系统设计,给光学系统引入像差,产生畸变,光学畸变直接影响到测量精度,因此,首先应对系统光学畸变校正。研究基于卡塞格林系统设计的不同光谱范围,不共光轴及不同分辨率的摄远光学系统的畸变校正。现有光学畸变校正仅适用于近距离光学系统校正。考虑本光学系统特点,提出一种适用于本光学系统的畸变校正方法。通过搭建等效测量系统,应用畸变校正方法校正系统光学畸变,并验证畸变校正方法的正确性。实验表明:该方法重投影误差小于0.4像素,研究的校正方法提高了异光谱卡氏非共轴摄远光学系统的测量精度。 展开更多

关键词 校正 卡塞格林系统 长焦距 非共轴

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多谱段共孔径跟踪/引导系统光学设计 被引量：6

19

作者 贾冰 曹国华 +1 位作者 吕琼莹 丁红昌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期151-157,共7页

共孔径光学结构可以充分利用长焦距、大孔径光学系统高分辨率的特点,是光学系统发展的重要方向之一。文中设计了一套可见光成像、激光成像和激光测高共孔径的跟踪引导系统。共孔径设计结合了高分辨率的可见光系统与高测量精度的激光系统... 共孔径光学结构可以充分利用长焦距、大孔径光学系统高分辨率的特点,是光学系统发展的重要方向之一。文中设计了一套可见光成像、激光成像和激光测高共孔径的跟踪引导系统。共孔径设计结合了高分辨率的可见光系统与高测量精度的激光系统,使系统既可以获得目标的高清图像,又可以得到目标的相对位置信息。同时,共孔径光学结构可以压缩系统尺寸,降低光学系统在跟踪过程中的转动惯量,有利于系统的整体实现。可见光子系统的焦距1 200 mm,F数6,视场±1.2°;1 064 nm激光成像子系统焦距1 500 mm,F数7.5。各系统的成像质量均接近衍射极限,并通过公差分析验证了系统的公差分配结果。 展开更多

关键词 光学设计 卡塞格林天线 共孔径光学系统 跟踪引导系统

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空间激光通信中的光学系统 被引量：11

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作者 闻传花 李玉权 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2003年第7期24-27,共4页

给出了空间激光通信系统中光学系统的构成并分析了各个部分的功能,介绍了几种形式的光学天线及空间激光通信中的自适应光学技术。在光学天线的分析中,指出卡塞格伦天线用于空间激光通信所具有的优势,分析了卡塞格伦天线的性能以及设计... 给出了空间激光通信系统中光学系统的构成并分析了各个部分的功能,介绍了几种形式的光学天线及空间激光通信中的自适应光学技术。在光学天线的分析中,指出卡塞格伦天线用于空间激光通信所具有的优势,分析了卡塞格伦天线的性能以及设计中要注意的问题。 展开更多

关键词 空间激光通信 光学系统 光学准直 卡塞格伦天线 自适应光学技术

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