非球面光学元件的快速制造技术 被引量：1

1

作者 王龙飞 胡雨旺 +2 位作者 张泽光 刘悦 薛常喜 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-31,共31页

为满足光学行业的市场需求,非球面光学元件的快速制造技术是实现低成本、批量化、高精度生产的最佳解决方案之一。本文主要介绍了非球面光学元件的快速制造技术,包括精密光学玻璃模压成型技术和精密光学塑料注射成型技术,并对两种技术... 为满足光学行业的市场需求,非球面光学元件的快速制造技术是实现低成本、批量化、高精度生产的最佳解决方案之一。本文主要介绍了非球面光学元件的快速制造技术,包括精密光学玻璃模压成型技术和精密光学塑料注射成型技术,并对两种技术与其他非球面光学元件的制造技术进行了对比,阐述了模具材料种类、模具加工方法、成型材料、成型过程等内容。最后总结了近年来非球面光学元件的快速制造技术的发展现状,并对未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 非球面 光学元件 模压成型 注塑成型 快速制造技术

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大口径非球面元件可控气囊抛光系统 被引量：11

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作者 潘日 杨炜 +3 位作者 王振忠 郭隐彪 王健 钟波 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1344-1348,共5页

根据大口径非球面光学元件的实际加工需要,设计并制造可控气囊抛光系统,并对机构进行运动学仿真,仿真结果表明,气囊自转轴的运动空间可以满足大口径非球面光学元件的连续进动加工要求。为了证明所设计系统的可加工性,以直径320mm的圆形... 根据大口径非球面光学元件的实际加工需要,设计并制造可控气囊抛光系统,并对机构进行运动学仿真,仿真结果表明,气囊自转轴的运动空间可以满足大口径非球面光学元件的连续进动加工要求。为了证明所设计系统的可加工性,以直径320mm的圆形平面光学元件进行加工实验。经过该气囊抛光工具24h的抛光后,工件达到较好的面型精度,光学元件的表面粗糙度由0.272λ减小到0.068λ(λ=632.8nm),PV值从1.671λ降低到0.905λ。对光学元件的实际加工实验结果表明:可控气囊抛光系统在加工过程中结构稳定性好,符合设计要求,可有效提高加工工件面型精度。 展开更多

关键词 大口径非球面光学元件 进动抛光 可控气囊抛光系统 设计及研制

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大口径光学非球面镜先进制造技术概述 被引量：21

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作者 刘锋伟 吴永前 +5 位作者 陈强 刘海涛 闫锋涛 张仕杨 万勇建 伍凡 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期63-85,共23页

在光学系统中使用非球面可以有效校正像差,改善像质,进而简化系统结构;并且增大系统口径可以从根本上提高系统的分辨本领,因此在基础科学研究、天文学宇宙探测以及国防安全等领域都对大口径非球面镜有着迫切需求。大口径非球面的制造在... 在光学系统中使用非球面可以有效校正像差,改善像质,进而简化系统结构;并且增大系统口径可以从根本上提高系统的分辨本领,因此在基础科学研究、天文学宇宙探测以及国防安全等领域都对大口径非球面镜有着迫切需求。大口径非球面的制造在现代光学制造工程中扮演着重要的角色。本文以大口径非球面镜的先进制造为主题,对大口径非球面镜的光学加工技术,特别是研磨抛光技术及其过程中所采用的面形检测方法进行了综述,特别总结了新一代先进光学制造的技术特征,展望了未来大口径非球面镜的制造策略。 展开更多

关键词 大口径非球面 光学加工 光学测试

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制作在非球面基底上的红外衍射光学元件 被引量：15

4

作者 刘莉萍 王涌天 +1 位作者 李荣刚 焦明印 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期308-312,共5页

用金刚石车床车削的方法在锗材料上成功地加工了折射 衍射混合式红外光学透镜 ,其中的衍射面制作在非球面的基底上 ,是国内首个制作在曲面基底上的混合成像元件 .对折 衍射混合透镜和不带衍射环带的对比透镜的测试结果表明 ,衍射面加... 用金刚石车床车削的方法在锗材料上成功地加工了折射 衍射混合式红外光学透镜 ,其中的衍射面制作在非球面的基底上 ,是国内首个制作在曲面基底上的混合成像元件 .对折 衍射混合透镜和不带衍射环带的对比透镜的测试结果表明 ,衍射面加工效果良好 ,有效地减小了此单片镜系统的色差 ,明显提高了系统的成像质量 。 展开更多

关键词 衍射光学元件 金刚石车削 非球面基底 红外成像系统

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异形口径离轴非球面光学加工与测试技术 被引量：5

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作者 王孝坤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2959-2963,共5页

针对离轴非球面制造的难点,研究分析了碳化硅非球面尤其是异形离轴非球面加工和检测的各项关键技术。首先利用加工中心DMG对离轴非球面进行了铣磨和表面成形,然后运用实验室自行研制的非球面加工中心FSGJ-2对离轴非球面进行了研磨和抛光... 针对离轴非球面制造的难点,研究分析了碳化硅非球面尤其是异形离轴非球面加工和检测的各项关键技术。首先利用加工中心DMG对离轴非球面进行了铣磨和表面成形,然后运用实验室自行研制的非球面加工中心FSGJ-2对离轴非球面进行了研磨和抛光,最后利用离子束对其进行了精抛光,并分别利用三坐标测量仪和激光跟踪仪对非球面进行面形轮廓测定和光学参数及几何量的精确控制。结合工程实践对一口径为600mm×270mm的类八角形离轴碳化硅非球面反射镜进行了超精加工与检测,并专门设计研制了光学补偿检测装置,对其进行了零位补偿干涉测量,其最终面形PV值为0.219λ,RMS值为0.018λ。 展开更多

关键词 光学加工 光学检测 计算机控制光学表面成形 异形口径 离轴非球面

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小口径非球面光学模具斜轴磨削加工试验研究 被引量：4

6

作者 王永强 尹韶辉 +2 位作者 李林升 盛湘飞 邱长军 《南华大学学报（自然科学版）》 2016年第4期49-55,共7页

小口径非球面光学模具采用超精密斜轴磨削加工避免传统直交磨削法中砂轮轴与工件发生干涉的问题.选用碳化钨和不锈钢材料作为工件,采用斜轴磨削法,对小口径非球面光学模具磨削加工进行试验研究.结果表明:碳化钨模具获得的表面粗糙度和... 小口径非球面光学模具采用超精密斜轴磨削加工避免传统直交磨削法中砂轮轴与工件发生干涉的问题.选用碳化钨和不锈钢材料作为工件,采用斜轴磨削法,对小口径非球面光学模具磨削加工进行试验研究.结果表明:碳化钨模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a1 nm和PV 182 nm,不锈钢模具获得的表面粗糙度和面形精度分别为R_a4 nm和PV 304 nm,说明碳化钨模具的磨削效果明显优于不锈钢模具,且磨削后表面质量随工件转速、砂轮转速及砂轮粒度增加而变好,随磨削深度及进给深度增加而变差. 展开更多

关键词 小口径非球面光学模具 斜轴磨削 表面粗糙度 面形精度

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非球面光学元件的制造技术(英文) 被引量：4

7

作者 陈耀龙 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期5-9,共5页

非球面光学元件广泛用于不同领域,但它们的成功应用主要取决于其质量和制造费用。近几年来,通过开发计算机数控光学加工机械和新的制造技术,已经取得了大的进展。本文涉及制作非球面所用的主要技术。总结将指明适合的用途和这些方法中... 非球面光学元件广泛用于不同领域,但它们的成功应用主要取决于其质量和制造费用。近几年来,通过开发计算机数控光学加工机械和新的制造技术,已经取得了大的进展。本文涉及制作非球面所用的主要技术。总结将指明适合的用途和这些方法中的每一项的技术成就。两个实际的例子表明非球面光学元件的挑战和光明未来。 展开更多

关键词 非球面加工 非球面光学元件 光学复制 计算机控制抛光

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我国首座非球面光学元件产业化基地在昆明建成

8

《红外》 CAS 2002年第10期F003-F003,共1页

我国第一座非球面光学元件产业化基地于今年三月在云南昆明建成,目前已进入产业化生产,该基地的建成填补了我国非球面镜片产业化生产技术的空白。 所谓非球面光学元件,是指面形由多项高次方程决定、面形上各点的半径均不相同的光学元件。

关键词 中国 非球面镜片 技术开发 非球面光学元件 产业化基地

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大型光学非球面超精密磨削的几何模型研究 被引量：21

9

作者 韩成顺 董申 唐余勇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期741-745,共5页

大型光学非球面元件的特殊优越性使其在现代光学系统中是不可替代的 ,实现高效率、更经济的生产以满足对其数量与质量的迫切要求是光学元件的制造面临的一大难题。二轴联动的超精密数控机床是用来加工轴对称非球面光学元件的 ,若在工件... 大型光学非球面元件的特殊优越性使其在现代光学系统中是不可替代的 ,实现高效率、更经济的生产以满足对其数量与质量的迫切要求是光学元件的制造面临的一大难题。二轴联动的超精密数控机床是用来加工轴对称非球面光学元件的 ,若在工件主轴上安装可以精确给出旋转角度的码盘 ,并使用金刚石砂轮就可以用来进行非轴对称非球面的超精密磨削加工。在对轴对称与非轴对称两种不同非球面的曲率分析基础上 ,给出了两种曲面加工相应的几何模型。通过计算机仿真验证了该加工方法的简便与可靠性。对二轴联动的超精密数控机床的技术改造可以实现三维加工 ,为提高效率。 展开更多

关键词 超精密磨削加工 二轴联动 数控机床 非球面 金刚石砂轮 曲面加工 工件 光学元件 旋转角度 曲率分析

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以环形子孔径法检测大口径非球面主镜的研究进展 被引量：4

10

作者 侯溪 伍凡 +2 位作者 杨力 吴时彬 陈强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期705-708,共4页

环形子孔径法是一种无需辅助元件就能实现对大口径、大相对口径非球面检测的“柔性”测试技术。介绍了该技术的工作原理,对两种分别基于测量相位值和Zernike多项式系数的拼接算法进行了仿真分析,并进行了初步的原理性实验验证。结果表... 环形子孔径法是一种无需辅助元件就能实现对大口径、大相对口径非球面检测的“柔性”测试技术。介绍了该技术的工作原理,对两种分别基于测量相位值和Zernike多项式系数的拼接算法进行了仿真分析,并进行了初步的原理性实验验证。结果表明该技术是切实可行的,具有检测大口径非球面镜的潜能。最后,在对现有研究结果综合分析的基础上,提出了应用该技术检测m量级非球面主镜的实验方案。 展开更多

关键词 光学测量 干涉计量 大口径非球面 环形子孔径 拼接算法

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用于大口径非球面的波前功率谱密度检测 被引量：2

11

作者 陈伟 姚汉民 +2 位作者 伍凡 吴时彬 陈强 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期20-23,共4页

光学元件加工质量的检测和评价工作是保证整个光学系统安全、正常运行的关键。在总结非球面常用检验指标优、缺点的基础上,讨论了测量大口径非球面的波前功率谱密度时的系统组成、工作原理和软件设计的总体思路。为了减少系统误差的影响... 光学元件加工质量的检测和评价工作是保证整个光学系统安全、正常运行的关键。在总结非球面常用检验指标优、缺点的基础上,讨论了测量大口径非球面的波前功率谱密度时的系统组成、工作原理和软件设计的总体思路。为了减少系统误差的影响,求解波前功率谱密度时,通过引入系统传递函数校正测量值来实现。使用大口径相位干涉仪作为波前检测仪器,证实波前功率谱密度能定量给出波前畸变的空间频率分布,并用于作为大口径光学元件质量的评价标准。给出一个测试口径为64mm×64mm光学元件测试结果,有效频率为0.03mm-1～3.87mm-1,rms为0.0064λ。 展开更多

关键词 功率谱密度 光学检测 大口径非球面 空间频率

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一种非球面反射镜有效通光口径的定量化检测方法 被引量：1

12

作者 孟晓辉 张继友 +3 位作者 王永刚 李昂 周于鸣 李文卿 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第5期38-46,共9页

有效通光口径是非球面反射镜的一项重要指标参数,但在现有检测工艺中存在着难以定量化检测、测试误差大等问题,导致在后续系统复算过程中难以对成像品质进行正确评估。为了解决这些问题,文章提出在干涉检测阶段采用非线性误差校正的方... 有效通光口径是非球面反射镜的一项重要指标参数,但在现有检测工艺中存在着难以定量化检测、测试误差大等问题,导致在后续系统复算过程中难以对成像品质进行正确评估。为了解决这些问题,文章提出在干涉检测阶段采用非线性误差校正的方法来对非球面反射镜的有效通光口径进行检测。首先是通过光线追迹的方法采集一系列干涉仪CCD坐标系和待测反射镜坐标系下的坐标点数据;然后对坐标点数据进行多项式函数拟合,建立两者间非线性误差函数关系;最后以干涉仪CCD坐标系尺度下的有效干涉条纹图形作为输入,反算出镜面尺度下反射镜的实际有效通光口径。在工程应用实例中,对某型号空间相机中的一块米级非球面反射镜进行了实际检测,单边测试精度为干涉仪1个像素所对应的镜面尺度误差,且该方法的测试误差主要取决于测试系统中所选用干涉仪CCD平均分辨率的大小;分别将校正前后的反射镜参数代入到系统中进行复算,光学系统调制传递函数MTF值的偏差达到了0.013@71.5线对/mm。结果表明,应用该方法不仅可以在加工过程中对反射镜的有效通光口径进行实时监测,还能正确评估相机地面装调阶段的光学系统成像品质,在空间光学元件先进制造领域具有重要的工程应用意义。 展开更多

关键词 光学加工 光学检测 非球面反射镜 有效通光口径 非线性误差校正 空间光学相机

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大口径凸非球面反射镜子孔径拼接检测 被引量：7

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作者 王孝坤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期716-722,共7页

为了获得大口径凸非球面反射镜全口径的面形,提出了利用子孔径拼接检测大口径凸非球面的新方法。利用干涉仪标准球面波前依次干涉测定大口径镜面上各个区域的相位分布,通过子孔径拼接算法即可求解得到镜面全口径面形信息。对该方法的基... 为了获得大口径凸非球面反射镜全口径的面形,提出了利用子孔径拼接检测大口径凸非球面的新方法。利用干涉仪标准球面波前依次干涉测定大口径镜面上各个区域的相位分布,通过子孔径拼接算法即可求解得到镜面全口径面形信息。对该方法的基本原理和实现步骤进行了分析和研究,建立了大口径拼接检测算法的数学模型,设计并研制了大口径反射镜拼接检验装置。结合实例对一口径为260 mm的碳化硅凸非球面反射镜进行了9个子孔径的拼接干涉测量,并将拼接检测结果与全口径面形测量结果进行对比,两种方法测量面形PV值和RMS值的偏差分别为0.043λ和0.021λ(λ=632.8 nm)。 展开更多

关键词 光学检测 大口径反射镜 子孔径拼接干涉 凸非球面 非零位测试

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“光学非球面超精加工与检测技术”专栏序言

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作者 王孝坤 薛常喜 王永刚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期I0002-I0003,共2页

在光学系统中使用非球面元件能够在不增加独立像差数的前提下增加自变量个数,有利于改善像质;同时,在同等约束条件下减少了光学元件数量,从而减小了光学系统的尺寸和质量。因此非球面元件在航空航天、军事国防、天文观测、高科技民用等... 在光学系统中使用非球面元件能够在不增加独立像差数的前提下增加自变量个数,有利于改善像质;同时,在同等约束条件下减少了光学元件数量,从而减小了光学系统的尺寸和质量。因此非球面元件在航空航天、军事国防、天文观测、高科技民用等领域得到了广泛应用。 展开更多

关键词 光学系统 非球面 光学元件 超精加工 航空航天 天文观测 军事国防 高科技

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子孔径拼接和计算全息混合补偿检测大口径凸非球面(特邀) 被引量：6

15

作者 苏航 王孝坤 +7 位作者 程强 李凌众 王晶 李雯研 吴琼 唐瓦 罗霄 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期67-75,共9页

为了实现大口径凸非球面的高精度检测,提出了将子孔径拼接检测法和计算全息补偿检测法相结合的检测方法。由于其中心的非球面度较小,采用球面波直接检测;而外圈的非球面度较大,采用子孔径拼接和计算全息混合补偿的方法进行测量,再通过... 为了实现大口径凸非球面的高精度检测,提出了将子孔径拼接检测法和计算全息补偿检测法相结合的检测方法。由于其中心的非球面度较小,采用球面波直接检测;而外圈的非球面度较大,采用子孔径拼接和计算全息混合补偿的方法进行测量,再通过拼接算法将中心检测数据和外圈检测数据进行拼接从而得到全口径面形。结合实例对一块口径为540 mm的大口径凸非球面进行测量,并将检测结果与Luphoscan检测结果进行对比,两种方法检测面形残差的RMS值为0.019λ,自检验子孔径与拼接结果点对点相减后的RMS值为0.017λ。结果表明该方法能够实现大口径凸非球面的高精度检测。 展开更多

关键词 光学检测 大口径凸非球面 混合补偿 子孔径拼接检测 计算全息

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非球面光学表面缺陷检测技术现状和发展趋势(特邀) 被引量：9

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作者 李明泽 侯溪 +5 位作者 赵文川 王洪 李梦凡 胡小川 赵远程 周杨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期1-20,共20页

非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存... 非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存在技术挑战。文中综述了光学元件表面缺陷类别、评价标准及检测方法,重点探讨了非球面光学元件表面缺陷检测技术及其应用范围,分析比较了各种方法的优缺点,最后对表面缺陷检测技术发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 缺陷检测 表面缺陷 非球面光学元件 条纹反射法

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《非球面光学制造与测量技术文集》（内部资料）

17

《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期281-281,共1页

《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势，涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括：非球面光学系统设计、加工与检验；非球面光学加工；非球面零件光学检测... 《非球面光学制造与测量技术文集》介绍了目前非球面制造与测量技术的发展现状和趋势，涵盖了古典加工及现代先进制造技术中涉及光学非球面的优秀论文。内容包括：非球面光学系统设计、加工与检验；非球面光学加工；非球面零件光学检测技术研究；大口径透镜凸面零检验的补偿器设计；大口径离轴非球面制造技术一研磨、抛光技术；主动抛光盘磨制非球面的工艺与面形检测；主动抛光盘磨制非球面镜面控制技术的研究；大半径平凸柱面透镜的加工；光学零件柱面加工机研制；红外线聚光非球面透镜的单点金刚石镜面切削方法；计算机控制光学非球面的抛光等。 展开更多

关键词 非球面制造 测量技术 光学制造 内部资料 先进制造技术 光学系统设计 光学非球面 大口径透镜

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光学元件检测技术的研究 被引量：11

18

作者 余景池 孙侠菲 +1 位作者 郭培基 丁泽钊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期15-18,共4页

介绍了光学非球面加工精磨阶段和抛光阶段的检测技术、柱面镜面形的测量方法、超高精度球面面形的测量方法和光学元件参数的高精度测量技术。

关键词 光学元件 非球面 面形测量

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大相对孔径凹非球面镜的加工 被引量：2

19

作者 孔祥蕾 郝沛明 丁厚月 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期50-55,共6页

过去一直采用平行光管来加工和检验大相对孔径四非球面的方法，存在许多不足之处，如加工精度不高和加工周期长等．现在我们采用补偿法，则可以在较短的时间内获得高精度的凹非球面，其精度可达λ／１０～λ／２０（ｒｍｓ）．经过长期... 过去一直采用平行光管来加工和检验大相对孔径四非球面的方法，存在许多不足之处，如加工精度不高和加工周期长等．现在我们采用补偿法，则可以在较短的时间内获得高精度的凹非球面，其精度可达λ／１０～λ／２０（ｒｍｓ）．经过长期的实践，已充分证明了这种方法是可行的． 展开更多

关键词 大相对孔径 凹非球面镜 光学元件

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保形红外光学元件制造技术 被引量：6

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作者 李圣怡 《航空制造技术》 2008年第24期55-57,共3页

保形光学制造技术是光学制造中的一个新技术分支,由于它的高陡度、非球面特点,给制造带来很大困难。实现高精度的制造还需开发一些新的技术,这是对光学技术的新挑战。

关键词 光学制造 红外光学 头罩 非球面 元件制造 长径比 离轴 化学气相沉积 调制传递函数 外部形状

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