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基于BWO连续太赫兹波成像系统的无损检测 被引量：11
1
作者 袁宏阳 葛新浩 +1 位作者 焦月英 张存林 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期912-916,共5页
介绍了一种基于返波管(BWO)的太赫兹波成像系统。BWO连续太赫兹波成像是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在X-Z二维电控平移台上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器接收,然后经过电脑成像。给出了应用0.71... 介绍了一种基于返波管(BWO)的太赫兹波成像系统。BWO连续太赫兹波成像是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在X-Z二维电控平移台上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器接收,然后经过电脑成像。给出了应用0.71 THz的连续太赫兹波对打孔铝板、公交卡、校园卡的内部结构和对隐藏在信封内硬币等物体和信封内纸片上的铅字迹的成像实验研究事例,并且测知该系统能够分辨出直径最小为1.5 mm的小孔。这项工作揭示了使用BWO连续太赫兹波成像系统在无损检测和安全检查领域是有效的。 展开更多
关键词 无损检测 连续波成像 BWO连续太赫兹波 返波管
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近太赫兹频段线性注真空器件的研究 被引量：6
2
作者 冯进军 蔡军 +5 位作者 胡银富 李含雁 杜英华 唐烨 李莉莉 潘攀 《太赫兹科学与电子信息学报》 2015年第5期684-690,706,共8页
介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展,包括慢波结构理论、设计、模拟及优化,微加工和微组装技术,整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等,高频结构以折叠波导慢波结构为主,在太赫... 介绍了太赫兹频段真空电子器件的研究和开发进展,包括慢波结构理论、设计、模拟及优化,微加工和微组装技术,整管技术等。这些器件包括行波管、返波管、斜注管、止带振荡器及行波管谐波放大器等,高频结构以折叠波导慢波结构为主,在太赫兹返波管中则利用叶片加载波导慢波结构。器件技术包括微机电系统(MEMS)技术,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石生长、金属化和封接技术等。最后给出W波段、G波段以及340 GHz部件和器件所达到的性能。 展开更多
关键词 太赫兹 行波管 返波管 微机电系统技术 金刚石
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X波段永磁包装相对论返波管研制 被引量：3
3
作者 马乔生 张运俭 +1 位作者 李正红 吴洋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期36-39,共4页
设计了一个X波段相对论返波管,通过对器件结构的特殊设计,提高了器件的Q值,同时增大了电子束与慢波结构之间的耦合阻抗,从而实现器件的低磁场运行以便对其进行永磁包装;当引导磁场强度0.46T、电子束束压750kV、束流约5.5kA时,得到频率9.... 设计了一个X波段相对论返波管,通过对器件结构的特殊设计,提高了器件的Q值,同时增大了电子束与慢波结构之间的耦合阻抗,从而实现器件的低磁场运行以便对其进行永磁包装;当引导磁场强度0.46T、电子束束压750kV、束流约5.5kA时,得到频率9.1GHz、功率1.24GW的微波输出。根据模拟结果设计加工了一个磁场强度为0.46T的小型化永磁磁体,该磁体长48cm,最大外半径15cm,总重量约116kg。开展了永磁包装返波管的实验研究,得到以20Hz的频率运行1s时功率900 MW、单次运行时功率940 MW的X波段微波输出。 展开更多
关键词 返波管 永磁包装 慢波结构 谐振反射腔 半反射腔
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基于返波振荡器的光学材料参数高精度测量 被引量：2
4
作者 李雅卓 尚艳丽 +2 位作者 陈海滨 何金龙 洪治 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2909-2912,共4页
以返波振荡器作为太赫兹波辐射源,搭建了一个基于Fabry-Perot干涉原理的光学材料参数测量系统.利用返波振荡器的可调谐特性,测量了样品的透射谱,并提出了精确提取材料光学参数的方案.该方案包括:基于模拟退火的光学材料介质常数寻优算法... 以返波振荡器作为太赫兹波辐射源,搭建了一个基于Fabry-Perot干涉原理的光学材料参数测量系统.利用返波振荡器的可调谐特性,测量了样品的透射谱,并提出了精确提取材料光学参数的方案.该方案包括:基于模拟退火的光学材料介质常数寻优算法,针对样品厚度误差的厚度优化方法以及根据测量系统特点设计的峰谷权值优化.并以半导体砷化镓(GaAs)样品的光学材料参数测量为例,验证了材料光学参数提取方案的有效性. 展开更多
关键词 太赫兹光谱 返波振荡器 Fabry-Perot效应 光学材料参数
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W波段带状注矩形单栅返波振荡器模拟研究 被引量：2
5
作者 王战亮 许雄 +4 位作者 宫玉彬 段兆云 魏彦玉 巩华荣 黄华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期124-129,共6页
提出并研究了一种带状电子注矩形单栅返波振荡器。首先研究了矩形单栅慢波结构的色散特性和耦合阻抗特性,然后粒子模拟并优化设计了带状注矩形单栅高频结构,预群聚腔及输出一体化结构。研究结果表明:利用电压200kV、电压2kA、截面为24mm... 提出并研究了一种带状电子注矩形单栅返波振荡器。首先研究了矩形单栅慢波结构的色散特性和耦合阻抗特性,然后粒子模拟并优化设计了带状注矩形单栅高频结构,预群聚腔及输出一体化结构。研究结果表明:利用电压200kV、电压2kA、截面为24mm×0.5mm的带状电子注,驱动该矩形单栅返波振荡器,能够产生42 MW的输出功率,工作频率86GHz,效率为10.5%。 展开更多
关键词 带状电子注 高功率微波 矩形单栅 返波振荡器 W波段
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基于BWO的太赫兹快速扫描成像系统设计
6
作者 孙博 汪伟 《工业控制计算机》 2008年第11期81-82,共2页
搭建了以返波管振荡器(BWO)作为辐射源的THz透射成像系统,该系统在VC++.Net环境下,采用多线程技术集成控制锁相放大器和二维平台,实现扫描控制、信号采集、数据处理、快速成像功能,操作方便快捷,旨在为今后太赫兹无损探测等研究应用领... 搭建了以返波管振荡器(BWO)作为辐射源的THz透射成像系统,该系统在VC++.Net环境下,采用多线程技术集成控制锁相放大器和二维平台,实现扫描控制、信号采集、数据处理、快速成像功能,操作方便快捷,旨在为今后太赫兹无损探测等研究应用领域奠定基础。 展开更多
关键词 THz成像 BWO返波振荡器 VC++Net 数据采集
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一种高功率返波管理论 被引量：1
7
作者 李凯 袁学松 +2 位作者 杨欢 黎晓云 鄢扬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期208-211,共4页
对一种热阴极高功率返波管进行了理论研究,其具有寿命长稳定性好的特点。采用的热阴极发射电流密度为20 A/cm2,发射面积为100 cm2,发射总电流为2 kA。首先对该热阴极单阳极电子枪进行仿真研究,在确保不打火的情况下获得电子枪优化设计参... 对一种热阴极高功率返波管进行了理论研究,其具有寿命长稳定性好的特点。采用的热阴极发射电流密度为20 A/cm2,发射面积为100 cm2,发射总电流为2 kA。首先对该热阴极单阳极电子枪进行仿真研究,在确保不打火的情况下获得电子枪优化设计参数,再对整管进行粒子模拟研究,仿真结果表明,在工作频率为10.5 GHz时,该热阴极返波管的输出功率可以达到290 MW,换能效率为29%。 展开更多
关键词 返波管 高功率微波源 热阴极 色散关系
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BWO连续太赫兹波成像检测
8
作者 袁宏阳 葛新浩 张存林 《大气与环境光学学报》 CAS 2009年第6期456-461,共6页
返波管(BWO)连续太赫兹波成像方法是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在X-Z二维电控平移台上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器接收,再经由电脑成像。给出了应用0.71 THz的连续太赫兹波对打孔铝板、公交... 返波管(BWO)连续太赫兹波成像方法是一种新的无损检测方法。实验过程中把样品放在X-Z二维电控平移台上进行扫描成像,透过样品的太赫兹波强度信息由热释电探测器接收,再经由电脑成像。给出了应用0.71 THz的连续太赫兹波对打孔铝板、公交卡、校园卡的内部结构和对隐藏在信封内的硬币等物体和信封内纸片上的铅字迹的成像实验研究事例,并且测知该系统能够分辨出最小直径为1.5 mm的小孔。并且对成像图像进行了数字图像处理,结论表明,优化处理后的图像更加直观明显,提高了连续波成像的应用能力.揭示了BWO连续太赫兹波成像系统在无损检测和安检领域是实际有效的。 展开更多
关键词 无损检测 BWO连续太赫兹波成像 返波管 数字图像处理
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基于电子注嵌入光栅的0.55 THz返波振荡器的结构设计与注波互作用的分析
9
作者 叶青青 刘文鑫 张连正 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期53-57,共5页
根据矩形栅慢波结构的色散公式初步确定各结构参数,并分析了各结构参数的变化对色散曲线的影响,用CST微波工作室仿真,计算并对比分析嵌入与未嵌入圆形电子注的高频特性的变化趋势,得出前者对应的色散曲线和耦合阻抗曲线要大于后者的结... 根据矩形栅慢波结构的色散公式初步确定各结构参数,并分析了各结构参数的变化对色散曲线的影响,用CST微波工作室仿真,计算并对比分析嵌入与未嵌入圆形电子注的高频特性的变化趋势,得出前者对应的色散曲线和耦合阻抗曲线要大于后者的结论。利用CST粒子工作室进行注波互作用模拟,权衡起振时间和输出功率关系,确定整管的仿真长度。研究了电子注嵌入深度、填充比、电流大小对输出功率的影响,优化结构参数,最终得到14. 6 W的稳定输出功率,与Magic计算出的结果相吻合。 展开更多
关键词 返波管 注波互作用 电子注 矩形栅
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基于U形准平板传输线的太赫兹返波振荡管的研究
10
作者 张明皓 魏彦玉 +2 位作者 岳玲娜 宫玉斌 王文祥 《真空电子技术》 2017年第4期16-19,共4页
为了获得一种宽频带、高功率、高效率的太赫兹辐射源,提出并分析了一种基于U形准平板传输线慢波结构的新型返波振荡管。由高频特性分析得到:和交错双栅慢波结构相比,U形准平板传输线慢波结构的耦合阻抗有大幅度提高。粒子模拟结果表明:... 为了获得一种宽频带、高功率、高效率的太赫兹辐射源,提出并分析了一种基于U形准平板传输线慢波结构的新型返波振荡管。由高频特性分析得到:和交错双栅慢波结构相比,U形准平板传输线慢波结构的耦合阻抗有大幅度提高。粒子模拟结果表明:采用工作电压7~22kV和电流60mA的圆形电子注,新型返波管能够在110~153GHz产生大于48 W的峰值输出功率,电子效率大于6%。 展开更多
关键词 返波振荡管 慢波结构 太赫兹辐射源 真空电子器件
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波纹内导体返波振荡器的热腔特性
11
作者 于新华 蒙林 +2 位作者 鄢扬 顾小卫 蒲小亮 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期981-984,共4页
导出了波纹内导体同轴慢波结构热腔色散方程,研究了周期波纹深度、电子注平均半径、电子注电流及加速电压对波纹内导体慢波结构的高频场时间增长率的影响。结果表明:慢波结构周期减小、波纹深度加深、电子注平均半径减小、电子注电流增... 导出了波纹内导体同轴慢波结构热腔色散方程,研究了周期波纹深度、电子注平均半径、电子注电流及加速电压对波纹内导体慢波结构的高频场时间增长率的影响。结果表明:慢波结构周期减小、波纹深度加深、电子注平均半径减小、电子注电流增大、加速电压增大均会使高频场时间增长率增大。建立了粒子模型并应用PIC粒子模拟软件进行仿真,对各影响参数进行优化,结果表明:当加速电压为0.5 MV、电子束电流8.5 kA、波纹周期长度4.4 cm、波纹幅度为0.23 cm、内轴平均半径为2.9 mm和外壁内径为4.4 cm时,可获得10 GHz,1.1 GW效率约25%的单频微波输出。 展开更多
关键词 返波振荡器 波纹内导体 热腔特性 粒子模拟 高频场 时间增长率
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反射式太赫兹返波振荡器成像系统及其应用 被引量：22
12
作者 葛新浩 吕默 +1 位作者 钟华 张存林 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-18,31,共5页
实现了基于返波管源的太赫兹波反射式成像系统.这是一种新型的无损探伤成像方式.从样品表面或者基底反射回来的太赫兹波被焦热电探测器收集,最后经过计算机处理成像.频率为0.7THz的成像系统被用来对一系列样品进行无损检测,如硬币、徽... 实现了基于返波管源的太赫兹波反射式成像系统.这是一种新型的无损探伤成像方式.从样品表面或者基底反射回来的太赫兹波被焦热电探测器收集,最后经过计算机处理成像.频率为0.7THz的成像系统被用来对一系列样品进行无损检测,如硬币、徽章、模型飞机以及预埋了人工缺陷的工业样品.结果表明,很多工业材料相对于太赫兹波都是透明的,尤其是一些在航空航天技术中具有广泛应用价值的吸收微波的材料. 展开更多
关键词 无损检测 太赫兹成像 返波震荡器 反射式成像
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相对论返波管频率特性研究 被引量：9
13
作者 杨梓强 李大治 梁正 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第4期513-517,共5页
研究了等离子体填充下相对论运该管的频率特性。结果表明，随着等离子体浓度增加，返波管的振荡频率明显上移；对空波导情况，实验结果同理论分析结果是相符的。
关键词 相对论返波管 等离子体 频率 微波器件
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紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器的粒子模拟 被引量：9
14
作者 牛洪昌 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1879-1882,共4页
设计了紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器,通过粒子模拟研究了L波段同轴相对论返波振荡器相互作用的物理过程,并对器件的电磁结构进行了优化和改进。分析表明,采用同轴慢波结构可以在较低的外加磁场下实现L波段返波振荡器的微波输出,同... 设计了紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器,通过粒子模拟研究了L波段同轴相对论返波振荡器相互作用的物理过程,并对器件的电磁结构进行了优化和改进。分析表明,采用同轴慢波结构可以在较低的外加磁场下实现L波段返波振荡器的微波输出,同时可以大大减小微波器件的径向尺寸。这是因为同轴慢波结构的TM01模式有类似于TEM模的性质,没有截止频率,但纵向电场不为零,电子束能够与它发生强相互作用过程。粒子模拟优化结果表明,在器件半径仅为4.0 cm,电子束能量240 keV,电子束流1.8 kA,导引磁场仅为0.75 T时,返波振荡器可以在频率1.60 GHz处获得较大功率的微波输出,平均峰值功率达140 MW,平均峰值功率效率约为32%。 展开更多
关键词 高功率微波 同轴返波振荡器 L波段 粒子模拟
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X波段多频相对论返波振荡器的粒子模拟 被引量：8
15
作者 张建国 蒙林 +2 位作者 宋刚永 于新华 高炜 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1327-1330,共4页
采用过模同轴波纹型返波管,其互作用区由2段周期不同的波纹慢波结构组成,利用粒子模拟软件MAGIC进行数值模拟,得到了X波段稳定的3个频率微波输出。粒子模拟的结果为:在强流电子束电压为570 kV,电流为11.4 kA,引导磁场为0.72 T的条件下,... 采用过模同轴波纹型返波管,其互作用区由2段周期不同的波纹慢波结构组成,利用粒子模拟软件MAGIC进行数值模拟,得到了X波段稳定的3个频率微波输出。粒子模拟的结果为:在强流电子束电压为570 kV,电流为11.4 kA,引导磁场为0.72 T的条件下,获得的3个频率分别为9.575,10.025和10.475GHz,总微波功率为1.0 GW,效率为15.4%。通过对电压的调节,进一步获得了4个频率的微波输出。 展开更多
关键词 高功率微波 多频 X波段 相对论返波振荡器 粒子模拟
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双波段相对论返波振荡器模拟研究 被引量：6
16
作者 王挺 钱宝良 张建德 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期499-502,共4页
提出了一种采用单电子束实现C波段和X波段微波同时输出的新型相对论返波振荡器,该器件的束波作用区为中间用渐变段隔开的两段盘荷结构。使用Karat软件进行了2.5维全电磁粒子数值模拟,在工作电压为1 MV,电流为8 kA,导引磁场为3 T的条件下... 提出了一种采用单电子束实现C波段和X波段微波同时输出的新型相对论返波振荡器,该器件的束波作用区为中间用渐变段隔开的两段盘荷结构。使用Karat软件进行了2.5维全电磁粒子数值模拟,在工作电压为1 MV,电流为8 kA,导引磁场为3 T的条件下,输出微波功率大于1 GW,功率效率约为15%,输出的微波频率分别为5.42 GHz和9.58 GHz,二者频谱幅度相差2.17 dB,模式为TEM模。 展开更多
关键词 高功率微波 双波段 相对论返波振荡器 谐振反射腔 粒子模拟
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非磁化等离子体填充的相对论返波管的粒子模拟 被引量：5
17
作者 杨梓强 梁正 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期608-612,共5页
对非磁化等离子体填充的相对论返波管进行了粒子模拟分析 ,结果表明在一定的等离子密度范围内 ,观察到电子注的良好传输 ,得到了高功率电磁波输出。等离子体密度变化过程中 ,输出存在有峰值功率点。通过粒子模拟清晰地观察到注、等离子... 对非磁化等离子体填充的相对论返波管进行了粒子模拟分析 ,结果表明在一定的等离子密度范围内 ,观察到电子注的良好传输 ,得到了高功率电磁波输出。等离子体密度变化过程中 ,输出存在有峰值功率点。通过粒子模拟清晰地观察到注、等离子体及波相互作用的物理过程 ,并且模拟结果解释了部分实验现象。 展开更多
关键词 非磁化等离子体填充 相对论返波管 粒子模拟 高功率微波器件 电子注
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X波段内同轴膜片加载相对论返波振荡器的特性研究 被引量：4
18
作者 袁家德 蒙林 +2 位作者 鄢扬 高荣 胡庆 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1559-1563,共5页
把同轴膜片作为相对论返波振荡器的慢波结构,从Maxwell方程组和Floquet定理出发,导出了电磁波在同轴膜片加载相对论返波振荡器中的色散关系。通过编程计算得出TM0n模式的色散曲线,数值分析了周期长度和导体半径对器件工作频率的影响,运... 把同轴膜片作为相对论返波振荡器的慢波结构,从Maxwell方程组和Floquet定理出发,导出了电磁波在同轴膜片加载相对论返波振荡器中的色散关系。通过编程计算得出TM0n模式的色散曲线,数值分析了周期长度和导体半径对器件工作频率的影响,运用PIC程序模拟了返波振荡器中注波互作用过程。讨论了纵向聚焦磁场、电子注到慢波结构的距离、槽深和槽宽对输出功率和效率的影响。研究表明:增加器件的周期长度,可以减小器件的截止频率和同一模式下的工作频率;调节内导体半径的大小,几乎不影响器件的工作频率。周期长度取11 mm,槽深取2 mm,槽宽取3.6 mm,漂移长度取7.5 mm的结构,在520 kV电压、8 kA电流和0.7 T的轴向聚焦磁场条件下,器件能输出2.8 GW的峰值功率,功率效率约33.2%。该慢波结构加工方便,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 膜片加载 相对论返波振荡器 慢波结构 色散关系 注波互作用
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等离子体填充0.14THz相对论返波管模拟 被引量：5
19
作者 王宇 陈再高 雷奕安 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期381-387,共7页
模拟了0.14THz相对论返波管中电子束与氩气相互作用产生等离子体的过程,研究了在不同气压条件下,等离子体对相对论返波管的输出功率、频率以及起振时间的影响.模拟结果表明,等离子体背景能引起太赫兹波段真空电子器件脉冲缩短,并出现新... 模拟了0.14THz相对论返波管中电子束与氩气相互作用产生等离子体的过程,研究了在不同气压条件下,等离子体对相对论返波管的输出功率、频率以及起振时间的影响.模拟结果表明,等离子体背景能引起太赫兹波段真空电子器件脉冲缩短,并出现新的频率分量;适当地注入等离子体能减少0.14THz相对论返波管的起振时间,提高器件的输出功率. 展开更多
关键词 太赫兹 相对论返波管 粒子模拟 等离子体
原文传递
硅材料的太赫兹波频域特性分析 被引量：5
20
作者 李建蕊 李九生 《中国计量学院学报》 2008年第1期70-72,81,共4页
对不同电阻率的N型硅材料（电阻率从5～100Ω·cm）在太赫兹波波段的折射率、消光系数和吸收系数等特性参数，利用返波振荡器（BWO）太赫兹波系统进行了测试、计算和分析，得到N型硅在0．23THz到0．375THz频段范围内的光学特性．表... 对不同电阻率的N型硅材料（电阻率从5～100Ω·cm）在太赫兹波波段的折射率、消光系数和吸收系数等特性参数，利用返波振荡器（BWO）太赫兹波系统进行了测试、计算和分析，得到N型硅在0．23THz到0．375THz频段范围内的光学特性．表明在这一波段N型硅的太赫兹波吸收系数随着电阻率的增加而减小，吸收系数最小值可达到3．39×10^-4cm^-1．分析表明，它将是潜在的太赫兹波波导的最佳候选材料． 展开更多
关键词 返波振荡器 N型硅 吸收系数 载流子
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