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国内大功率半导体激光器研究及应用现状 被引量:74
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作者 王俊 刘素平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期189-194,共6页
近年来,国内外在大功率半导体激光器方面的研究均取得了很大的进展。其中,大功率半导体激光器列阵的研究和应用成为最大的亮点,如超高电光转换效率、高亮度和高可靠性等主要光电特性均实现了巨大的突破。针对国内大功率半导体激光器主... 近年来,国内外在大功率半导体激光器方面的研究均取得了很大的进展。其中,大功率半导体激光器列阵的研究和应用成为最大的亮点,如超高电光转换效率、高亮度和高可靠性等主要光电特性均实现了巨大的突破。针对国内大功率半导体激光器主要研究内容和关键技术进行了总结,在外延片结构中广泛采用应变量子阱结构、无铝有源区宽波导大光腔结构及非对称波导结构来提高端面光学灾变损伤光功率密度,还从腔面光学膜、器件封装、器件可靠性、光束整形与耦合以及器件应用等几个方面给予介绍。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 外延片结构 光学膜 封装 光束整形与耦合
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大功率二极管泵浦固体激光器 被引量:12
2
作者 刘媛 方高瞻 +1 位作者 肖建伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期139-142,共4页
介绍了近几年来 ,大功率DPSSL的研究状况 ,对各种新出现的DPSSL的核心部件———二极管泵浦头的设计结构作了简要的描述 ,分析。
关键词 大功率二极管 泵浦 固体激光器
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大功率半导体激光器可靠性研究和失效分析 被引量:23
3
作者 王文知 井红旗 +4 位作者 祁琼 王翠鸾 倪羽茜 刘素平 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期165-169,共5页
对自主研发的975 nm波长的COS封装的大功率半导体单管激光器进行了10,12,14 A的电流步进加速应力试验,应用逆幂律模型和指数分布的理论对试验结果进行了分析,计算出在8 A的电流下,器件的平均寿命为28 999 h。研究了器件的失效形式和老... 对自主研发的975 nm波长的COS封装的大功率半导体单管激光器进行了10,12,14 A的电流步进加速应力试验,应用逆幂律模型和指数分布的理论对试验结果进行了分析,计算出在8 A的电流下,器件的平均寿命为28 999 h。研究了器件的失效形式和老化前后的温升、偏振度的变化,结果表明:失效形式主要有体内退化、腔面退化、与焊接有关的退化;老化后的器件的结温上升增多,偏振度下降10%左右。 展开更多
关键词 可靠性 步进加速应力 指数分布
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砷化镓基近红外大功率半导体激光器的发展及应用 被引量:21
4
作者 袁庆贺 井红旗 +3 位作者 张秋月 仲莉 刘素平 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第4期35-48,共14页
综述了世界各国近年来在大功率半导体激光器方面所取得的研究成果,重点介绍了砷化镓基近红外大功率半导体激光器在输出功率、亮度、电光转换效率、光束质量、寿命与可靠性方面的研究进展。结合目前市场分析,详细阐述了半导体激光器的应... 综述了世界各国近年来在大功率半导体激光器方面所取得的研究成果,重点介绍了砷化镓基近红外大功率半导体激光器在输出功率、亮度、电光转换效率、光束质量、寿命与可靠性方面的研究进展。结合目前市场分析,详细阐述了半导体激光器的应用前景,展望了未来大功率半导体激光器的发展趋势。 展开更多
关键词 激光器 大功率半导体激光器 输出功率 光束质量 可靠性
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新型多有源区隧道再生光耦合大功率半导体激光器 被引量:18
5
作者 廉鹏 殷涛 +6 位作者 高国 邹德恕 陈昌华 李建军 沈光地 陈良惠 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期2374-2377,共4页
针对大功率半导体激光器面临的主要困难 ,提出并实现了一种隧道再生多有源区耦合大光腔高效大功率半导体激光器机理 .该机理能有效地解决光功率密度过高引起的端面灾变性毁坏、热烧毁和光束质量差等大功率激光器存在的主要问题 .采用低... 针对大功率半导体激光器面临的主要困难 ,提出并实现了一种隧道再生多有源区耦合大光腔高效大功率半导体激光器机理 .该机理能有效地解决光功率密度过高引起的端面灾变性毁坏、热烧毁和光束质量差等大功率激光器存在的主要问题 .采用低压金属有机化合物气相淀积方法生长了以碳和硅作为掺杂剂的GaAs隧道结、GaAs/In GaAs应变量子阱有源区和新型多有源区半导体激光器外延结构 ,并制备了高性能大功率 980nm激光器件 .三有源区激光器外微分量子效率达 2 .2 ,2A驱动电流下单面未镀膜激光输出功率高达 2 .5W . 展开更多
关键词 半导体激光器 大功率 多有源区隧道再生激光器件
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808nm大功率无铝有源区非对称波导结构激光器 被引量:18
6
作者 仲莉 王俊 +6 位作者 冯小明 王勇刚 王翠鸾 韩琳 崇锋 刘素平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1037-1042,共6页
采用分别限制非对称波导结构,将光场从对称分布变为非对称分布,降低了载流子光吸收损耗,并允许p型区具有更高的掺杂水平,从而使器件电阻降低。对GaAsP/GaInP张应变单量子阱(SQW)非对称波导结构激光器的光场特性进行了理论分析,设计了... 采用分别限制非对称波导结构,将光场从对称分布变为非对称分布,降低了载流子光吸收损耗,并允许p型区具有更高的掺杂水平,从而使器件电阻降低。对GaAsP/GaInP张应变单量子阱(SQW)非对称波导结构激光器的光场特性进行了理论分析,设计了波导层厚度,并制作了波长为808 nm的无铝有源区大功率半导体激光器.器件综合特性测试结果为:腔长900μm器件的阈值电流密度典型值为400 A/cm^2,内损耗低至1.0 cm^-1;连续工作条件下,150μm条宽器件输出功率达到6 W,最大斜率效率为1.25 W/A.器件激射波长为807.5 nm,平行和垂直结的发散角分别为3.0°和34.8°。20~70℃范围内特征温度达到133 K。结果表明,分别限制非对称波导结构是降低内损耗,提高大功率半导体激光器特性的有效措施。 展开更多
关键词 激光器 非对称波导 GaAsP/GaInP张应变量子阱 金属有机化学气相外延
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激光在汽车工业中的发展现状与应用 被引量:13
7
作者 王勇刚 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第5期1-2,6,共3页
 介绍了近年来激光技术在汽车工业中的几项重要应用,详述了激光在诸如激光焊接、激光打标、激光热处理和激光切割等有关汽车工业技术中的应用状况,同时对汽车工业中所用激光类型进行了归类。最后综述了半导体激光器泵浦全固态激光器以...  介绍了近年来激光技术在汽车工业中的几项重要应用,详述了激光在诸如激光焊接、激光打标、激光热处理和激光切割等有关汽车工业技术中的应用状况,同时对汽车工业中所用激光类型进行了归类。最后综述了半导体激光器泵浦全固态激光器以及短脉冲和超短脉冲激光的应用前景。 展开更多
关键词 激光 汽车 加工
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高功率密度激光二极管叠层散热结构的热分析 被引量:17
8
作者 井红旗 仲莉 +3 位作者 倪羽茜 张俊杰 刘素平 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期81-87,共7页
高功率窄间距列阵叠层是提高激光二极管泵浦源光功率密度的有效途径,而封装散热热沉的结构设计在其热管理上占据至关重要的作用。本文利用ANSYS有限元分析方法,对叠层间距、绝缘陶瓷厚度以及陶瓷底面与散热恒温面距离等几个影响高功率... 高功率窄间距列阵叠层是提高激光二极管泵浦源光功率密度的有效途径,而封装散热热沉的结构设计在其热管理上占据至关重要的作用。本文利用ANSYS有限元分析方法,对叠层间距、绝缘陶瓷厚度以及陶瓷底面与散热恒温面距离等几个影响高功率密度激光二极管叠层封装散热的重要因素进行了分析,得到器件的最高温度随结构参数变化的规律,并对上述参数进行优化。最后,利用优化结果设计出一种适用于高功率密度激光二极管叠层泵浦源的高效有源散热热沉结构,大幅提高了器件的散热能力,并降低了所需冷却水的水泵功耗需求。 展开更多
关键词 激光器 ANSYS热模拟 热沉 温度
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高功率半导体激光器陶瓷封装散热性能研究 被引量:14
9
作者 倪羽茜 井红旗 +3 位作者 孔金霞 祁琼 刘素平 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期561-566,共6页
为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热... 为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热沉所封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。此外,实验进一步测试了器件的光电特性,结果表明碳化硅陶瓷制成的过渡热沉封装器件的电光转换效率更高、输出功率更大。915 nm附近单管器件在注入电流15 A时的输出功率为16.3 W,最高电光转换效率达到了68.3%。 展开更多
关键词 高功率半导体激光器 有限元分析 热阻
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Fiber Coupling of Laser Diode Bar to M ultimode Fiber Array 被引量:10
10
作者 王晓薇 肖建伟 +6 位作者 王仲明 方高瞻 冯小明 刘媛媛 刘斌 张敬明 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期464-467,共4页
A piece of multimode optical fiber with a low num er ical aperture (NA) is used as an inexpensive microlens to collimate the output r adiation of a laser diode bar in the high numerical aperture (NA) direction.The em... A piece of multimode optical fiber with a low num er ical aperture (NA) is used as an inexpensive microlens to collimate the output r adiation of a laser diode bar in the high numerical aperture (NA) direction.The emissions of the laser diode bar are coupled into multimode fiber array.The radi ation from individual ones of emitter regions is optically coupled into individu al ones of fiber array.Total coupling efficiency and fiber output power are 75% and 15W,respectively. 展开更多
关键词 fiber coupling laser diode bar multimode fiber array fast axis
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侧面抽运Nd:YAG连续激光器 被引量:10
11
作者 刘媛媛 方高瞻 +3 位作者 刘斌 王晓薇 肖建伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期577-580,共4页
介绍了一种二极管侧面抽运的Nd:YAG连续激光器,获得了37.9W的连续1064um的激光输出,光-光转换效率为23.7%。用光线追迹法对实验中的具体参数进行了数值模拟,指出了实验中的不足之处,对侧面抽运结构的设计作了分析讨论。
关键词 激光技术 ND:YAG连续激光器 侧面抽运 聚焦柱透镜 抽运腔 光线追迹
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碳化硅封装高功率半导体激光器散热性能研究 被引量:11
12
作者 倪羽茜 井红旗 +3 位作者 孔金霞 王翠鸾 刘素平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期7-11,共5页
为研究基于碳化硅(SiC)陶瓷封装的高功率半导体激光器的散热性能,将其与常用的氮化铝(AlN)陶瓷进行对比,使用基于结构函数法的热阻仪分别测量SiC和AlN封装F-mount器件的热阻值,得到SiC器件的总热阻约为3.0℃·W^(-1),AlN的约为3.4℃... 为研究基于碳化硅(SiC)陶瓷封装的高功率半导体激光器的散热性能,将其与常用的氮化铝(AlN)陶瓷进行对比,使用基于结构函数法的热阻仪分别测量SiC和AlN封装F-mount器件的热阻值,得到SiC器件的总热阻约为3.0℃·W^(-1),AlN的约为3.4℃·W^(-1),SiC器件的实测热阻值比AlN器件低14.7%,实验结果表明SiC过渡热沉具有较好的散热性能。实验进一步测试了两种过渡热沉封装器件的输出性能,在16A连续电流注入时,915nm波段的SiC器件单管输出功率为15.9 W,AlN为15 W,测试结果显示SiC封装的器件具有更高的功率输出水平。 展开更多
关键词 激光器 半导体激光器 碳化硅 热阻 结构函数法 氮化铝
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AlGaInP高亮度发光二极管 被引量:7
13
作者 李玉璋 王国宏 +3 位作者 曹青 王树堂 陈良惠 《液晶与显示》 CAS CSCD 1999年第2期110-114,共5页
分析了AlGaInP材料的特点和AlGaInP高亮度发光二极管发光效率的决定因素,对目前国际上研究比较成熟的一些典型结构进行了综合分析,从理论上指出AlGaInP发光二极管在橙黄波段的发光效率的最终决定因素是光的提取... 分析了AlGaInP材料的特点和AlGaInP高亮度发光二极管发光效率的决定因素,对目前国际上研究比较成熟的一些典型结构进行了综合分析,从理论上指出AlGaInP发光二极管在橙黄波段的发光效率的最终决定因素是光的提取效率,而在黄绿波段是发光二极管的内量子效率。并利用LP-MOCVD技术制备了cd级橙黄高亮度发光二极管,发光波长峰值在605nm,FWHM为18.3nm,20mA工作电流下,5.08cm(2英寸)外延片管芯平均轴向发光强度为20mcd,最大30mcd,平均工作电压1.9V,透明峰值角度2θ1/2=15°时轴向发光强度达到1000mcd。 展开更多
关键词 发光二极管 低压 有机金属 气相外延 铝镓铟磷
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离子注入GaAs实现双包层掺镱光纤激光器被动调Q锁模 被引量:10
14
作者 王勇刚 +6 位作者 付圣贵 范万德 李强 袁树忠 董孝义 宋晏蓉 张志刚 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1810-1814,共5页
用离子注入的半绝缘GaAs晶片作为吸收体和输出镜 ,在双包层掺镱光纤激光器上实现了调Q锁模 .离子注入的能量为 4 0 0keV的As+ 离子 ,注入剂量为 1 0 1 6 cm2 ,然后在 6 0 0℃下退火 2 0min .当抽运功率为 5W时 ,脉冲平均输出功率为 2 0... 用离子注入的半绝缘GaAs晶片作为吸收体和输出镜 ,在双包层掺镱光纤激光器上实现了调Q锁模 .离子注入的能量为 4 0 0keV的As+ 离子 ,注入剂量为 1 0 1 6 cm2 ,然后在 6 0 0℃下退火 2 0min .当抽运功率为 5W时 ,脉冲平均输出功率为 2 0 0mW ,调Q包络重复频率为 5 0kHz ,半高宽为 4 μs,锁模脉冲重复频率为 1 5MHz . 展开更多
关键词 离子注入砷化镓 掺镱光纤激光器 被动调Q锁模 锁模脉冲
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半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计 被引量:10
15
作者 刘翠翠 王翠鸾 +4 位作者 王鑫 倪羽茜 吴霞 刘素平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期184-189,共6页
为了发挥单管半导体激光器的优势,获得光纤耦合模块多波长、高功率、高亮度的光束输出,利用ZEMAX软件仿真模拟,设计了一种单管光纤耦合模块。此模块将32支输出波长分别为915 nm、975 nm,输出功率为15 W的单管半导体激光器,经过微透镜组... 为了发挥单管半导体激光器的优势,获得光纤耦合模块多波长、高功率、高亮度的光束输出,利用ZEMAX软件仿真模拟,设计了一种单管光纤耦合模块。此模块将32支输出波长分别为915 nm、975 nm,输出功率为15 W的单管半导体激光器,经过微透镜组快慢轴光束整形、空间合束、偏振合束、波长合束以及光束聚焦等一系列工艺后,耦合进芯径200μm、数值孔径0.22的光纤。模拟结果显示,光纤输出功率467.46 W,光纤前后耦合效率大于98.47%,总耦合效率高于97.39%,光功率密度高于12.86 MW/(cm2·sr),达到了泵浦激光器和功率型器件的性能要求。使用Solidworks软件设计了相应的底板结构,并结合ANSYS软件进行散热模拟分析,结果显示该模块散热性能良好,可行性较高。 展开更多
关键词 半导体激光器 光纤耦合 激光合束 ZEMAX
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大功率宽条分布反馈激光器研究 被引量:10
16
作者 赵懿昊 王俊 +2 位作者 王翠鸾 刘素平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期28-32,共5页
大功率半导体激光器一般用作抽运源,但其抽运的离子吸收峰带宽一般都比较小。为提高大功率半导体激光器对固体或光纤激光器等的抽运效率,就要降低半导体激光器的输出波长随注入电流和热沉温度的漂移系数。分析了光栅深度和光栅填充因子... 大功率半导体激光器一般用作抽运源,但其抽运的离子吸收峰带宽一般都比较小。为提高大功率半导体激光器对固体或光纤激光器等的抽运效率,就要降低半导体激光器的输出波长随注入电流和热沉温度的漂移系数。分析了光栅深度和光栅填充因子对激光器输出波长锁定效果的影响,实验验证确定出合适的光栅参数,依据优化条件得出合适的激光器腔长,制备出锁定效果良好的宽条分布反馈激光器。该激光器的单管腔长2.4mm,发光条宽100μm,连续最大输出功率400mW,热沉温度为15℃时的输出波长为954nm,输出波长随注入电流的漂移系数为0.67nm/A,输出波长的温漂系数为0.046nm/K。 展开更多
关键词 激光器 宽条分布反馈激光器 内置布拉格光栅 耦合系数 波长稳定
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浅谈激光医学及其发展趋势 被引量:5
17
作者 王勇刚 冯小明 《红外》 CAS 2003年第9期26-29,共4页
概述了近年来激光医学的发展,介绍了医用激光光源领域的新拓展。
关键词 激光医学 发展趋势 医用激光光源 脉冲激光 半导体 飞秒激光
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准连续17kW808nm GaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵 被引量:9
18
作者 方高瞻 +2 位作者 王国宏 谭满清 蓝永生 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期649-653,共5页
高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器。报道了 17kWGaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果。为了提高器件的输出功率 ,一方面采用宽波导量子阱外延结构 ,降低腔面光功率密度 ,提高单个激光条的输出功率 ,... 高功率激光二极管列阵广泛应用于抽运固体激光器。报道了 17kWGaAs/AlGaAs叠层激光二极管列阵的设计、制作过程和测试结果。为了提高器件的输出功率 ,一方面采用宽波导量子阱外延结构 ,降低腔面光功率密度 ,提高单个激光条的输出功率 ,通过金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)方法进行材料生长 ,经过光刻、金属化、镀膜等工艺制备 1cm激光条 ,填充密度为 80 % ,单个激光条输出功率达 10 0W以上 ;另一方面器件采用高密度叠层封装结构 ,提高器件的总输出功率 ,实现了 16 0个激光条叠层封装 ,条间距 0 5mm。经测试 ,器件输出功率达 17kW ,峰值波长为 80 7 6nm ,谱线宽度为 4 9nm。 展开更多
关键词 激光技术 激光二极管列阵 叠层 GAAS/ALGAAS
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透射式SESAM实现掺Yb^(3+)光纤激光器被动调Q锁模 被引量:6
19
作者 游小丽 王勇刚 +6 位作者 薛迎红 曹士英 张志刚 柴路 王清月 孙虹 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期673-675,686,共4页
锁模光纤激光器具有体积小、性能稳定及模式好等优点,日益受到关注。利用一种新型的透过式半导体可饱和吸收镜,实现双包层掺Yb3+光纤激光器调Q锁模脉冲激光输出。得到的脉冲调Q包络半高宽约500ns,重复频率110 kHz,平均输出功率45mW,锁... 锁模光纤激光器具有体积小、性能稳定及模式好等优点,日益受到关注。利用一种新型的透过式半导体可饱和吸收镜,实现双包层掺Yb3+光纤激光器调Q锁模脉冲激光输出。得到的脉冲调Q包络半高宽约500ns,重复频率110 kHz,平均输出功率45mW,锁模脉冲重复频率26.7MHz。锁模光路比反射式吸收镜更简单,易于调节,为进一步引入色散补偿元件进行飞秒脉冲的实验研究奠定了基础。 展开更多
关键词 光纤激光器 调Q锁模 半导体可饱和吸收镜 双包层
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电极分离的980nm锥形激光器的研制 被引量:7
20
作者 李璟 刘媛媛 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1302-1306,共5页
对脊形波导区和锥形区电极分离的980nm锥形激光器(简称电极分离的980nm锥形激光器)改变脊形波导区所加电流,测试激光器的P-I特性和光束质量因子,与脊形波导区和锥形区共用电极的980nm锥形激光器(简称电极共用的980nm锥形激光器)的测量... 对脊形波导区和锥形区电极分离的980nm锥形激光器(简称电极分离的980nm锥形激光器)改变脊形波导区所加电流,测试激光器的P-I特性和光束质量因子,与脊形波导区和锥形区共用电极的980nm锥形激光器(简称电极共用的980nm锥形激光器)的测量参数进行对比.发现电极分离的980nm锥形激光器的P-I特性曲线比较光滑,没有明显的扭折.随着脊形波导区的电流逐渐超过150mA以后,器件的最大输出功率逐渐达到4.28W,与电极共用的980nm锥形激光器相同并趋于饱和,光束质量因子从3.79降到2.45(输出功率为1W). 展开更多
关键词 锥形激光器 980nm 电极分离 电极共用 光束质量因子
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