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激光光束质量综合评价的探讨 被引量：60
1
作者 冯国英 周寿桓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1643-1653,共11页
综述了现有的3类激光光束质量评价方法,即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优... 综述了现有的3类激光光束质量评价方法,即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性,给出了M2因子的不变量。 展开更多
关键词 激光技术 光束质量 M^2因子 β因子
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对激光光束质量一些问题的认识 被引量：35
2
作者 吕百达 康小平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期47-51,共5页
从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴... 从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴范畴,M2因子依赖于束腰宽度与波长之比,并可小于1。但远场发散角之值可趋于90,°这将导致很大的M2因子值。另一方面,若将公式中的光强用时间平均坡印廷矢量z分量代替,桶中功率(PIB),或等价地,!参数可推广用于评价非傍轴光束的远场光束质量。PIB表征了光束功率的可聚焦能力,是一种简明、直观评价不同激光光束的方法。然而,在!参数的公式中的束宽是按功率含量百分比定义的,因此双曲线传输规律不再严格成立。 展开更多
关键词 光束质量 M^2因子 桶中功率 β参数 傍轴和非傍轴光柬
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精确CCD光束参数测量与评价系统的设计 被引量：14
3
作者 孙伟 高春清 魏光辉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期471-474,共4页
以 ISO相关的标准为依据 ,经过深入的理论研究和精度分析设计了一套高精度光束质量测量系统 .介绍了光束质量测量系统的理论基础、硬件的整体结构和软件的重要组成模块 ,并通过测量实验加以验证 .研究表明 ,精确的 CCD光束参数测量必须... 以 ISO相关的标准为依据 ,经过深入的理论研究和精度分析设计了一套高精度光束质量测量系统 .介绍了光束质量测量系统的理论基础、硬件的整体结构和软件的重要组成模块 ,并通过测量实验加以验证 .研究表明 ,精确的 CCD光束参数测量必须由一套科学级 CCD系统和完备的软件计算算法组成 . 展开更多
关键词 测量 光束质量 CCD 光束宽度 激光束参数
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980nm高功率VCSEL的光束质量 被引量：19
4
作者 李特 宁永强 +8 位作者 孙艳芳 崔锦江 郝二娟 秦莉 套格套 刘云 王立军 崔大复 许祖彦 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期641-645,共5页
利用CCD成像技术,设计出一种简单的测量垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光束质量因子M2的方法。在注入电流分别为900mA,1500mA,3000mA和6000mA时,对出光孔径300μm,激射波长为980nm的垂直腔底面发射激光器的束腰等光束参数进行了测量,并应... 利用CCD成像技术,设计出一种简单的测量垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光束质量因子M2的方法。在注入电流分别为900mA,1500mA,3000mA和6000mA时,对出光孔径300μm,激射波长为980nm的垂直腔底面发射激光器的束腰等光束参数进行了测量,并应用激光光束传播的高斯方程拟合求得了M2因子的值分别为66,58,44和53。另外,当注入电流为900mA和3000mA时,对器件的远场分布进行了分析并测得了器件的远场发散角,测量值与理论计算值吻合较好。 展开更多
关键词 激光器 垂直腔面发射激光器 光束质量因子 远场发散角 注入电流 高功率
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群时延时间法求解速调管输出腔的外观品质因数Q_(ext) 被引量：16
5
作者 张丁 曹静 +1 位作者 缪亦珍 沈斌 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期391-394,共4页
输出腔外观品质因数Qext的计算是速调管设计中非常重要的一步,本文提出群时延时间法主要是利用Microwave Studio(MWS)软件计算输出腔外观品质因数Qext。通过对比,群时延时间法的计算结果和精度与传统计算软件采用传统方法的结果非常一致... 输出腔外观品质因数Qext的计算是速调管设计中非常重要的一步,本文提出群时延时间法主要是利用Microwave Studio(MWS)软件计算输出腔外观品质因数Qext。通过对比,群时延时间法的计算结果和精度与传统计算软件采用传统方法的结果非常一致,与实验结果基本吻合;群时延时间法基于MWS强大的计算和后处理功能,计算步骤更加简便,结果非常直观,同时还可以实现设计自动化。 展开更多
关键词 多注速调管 输出腔 品质因数 群时延时间 微波工作室
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光束质量因子的研究 被引量：13
6
作者 邓小玖 胡继刚 +1 位作者 刘彩霞 王建国 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2002年第6期1187-1190,共4页
应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束... 应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束腰半径很小时,其光束质量因子M2可以小于1,并随光束的束腰半径Wmin趋于零而趋向于零。 展开更多
关键词 傍轴标量光束 非傍轴标量光束 光强二阶矩 光束质量因子 标量光场 激光束 衍射 传输规律
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实用化的光束质量测量系统 被引量：5
7
作者 游凝思 霍玉晶 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期222-225,共4页
文中报道了一个基于CCD和计算机的HSH—I型光束参数及衍射极限倍数因子M2测量系统，对测量方法、软硬件组成和误差来源进行了讨论，并给出了实际测量的结果。
关键词 光束质量 M^2因子 光束参数测量 激光光束
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非线性压电效应下压电弯曲执行器的动力分析 被引量：7
8
作者 姚林泉 丁睿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期183-189,共7页
研究压电弯曲执行器在强电场作用下的非线性动力行为.考虑电致伸缩和电致弹性的非线性压电效应,导出了压电悬臂执行器变刚度的弯曲振动控制方程.利用非定常振动的渐近理论,讨论了弯曲压电执行器的动力特征.根据目前的非线性模型可以计... 研究压电弯曲执行器在强电场作用下的非线性动力行为.考虑电致伸缩和电致弹性的非线性压电效应,导出了压电悬臂执行器变刚度的弯曲振动控制方程.利用非定常振动的渐近理论,讨论了弯曲压电执行器的动力特征.根据目前的非线性模型可以计算压电悬臂执行器的固有共振频率与电场的变化关系.结果表明压电执行器端头挠度谐振幅度随作用电场振幅的增大而增大,以及力学品质因数随电场振幅的增大而减少,并且与实验结果非常吻合.通过数值比较得到在电场频率随时间变化非常缓慢的情况下非定常振动问题可以近似地用定常振动来处理. 展开更多
关键词 压电弯曲执行器 层合悬臂梁 共振频率 非线性压电效应 非定常振动
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利用光束质量分析仪测量M^2因子 被引量：8
9
作者 黄林昊 廖学兵 +1 位作者 赵海燕 彭磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2197-2200,共4页
激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分... 激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分析仪,沿光轴等间隔测量不同位置的束宽,然后采用双曲线拟合来确定激光光束束腰的大小和位置,从而计算出被测激光光束的质量因子。实验数据采用三点法处理,进行二项式拟合,得出了拟合双曲线的参数,通过计算得到了所测激光的质量因子。用透镜焦点处的实测束宽对拟合值进行验证,结果近似,说明测量的结果是可靠的。利用光束质量分析仪的专业性和高精度,能准确测量出计算光束质量因子所需的参数,比常用的CCD测量方法更精确和便捷,能够很好地得出实验所用激光器的质量。 展开更多
关键词 光束质量 因子 激光光束质量分析仪 光束腰斑 双曲线拟合
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激光光束质量的评价方法 被引量：3
10
作者 郑建洲 关寿华 于清旭 《大连民族学院学报》 CAS 2008年第1期53-57,共5页
激光光束质量是一个很有现实意义的论题,对不同应用的激光光束其质量的评价标准一般不同。给出了几种有代表性的激光光束质量的评价方法,并分别对各种评价标准的合理性与适用性进行了详细的分析;研究了实际应用中对激光光束质量的一些... 激光光束质量是一个很有现实意义的论题,对不同应用的激光光束其质量的评价标准一般不同。给出了几种有代表性的激光光束质量的评价方法,并分别对各种评价标准的合理性与适用性进行了详细的分析;研究了实际应用中对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。 展开更多
关键词 激光光束质量 评价标准 M^2因子 衍射极限倍数因子 桶中功率比 斯特列尔比
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一种改善激光器输出光束质量的新型谐振腔 被引量：6
11
作者 马海霞 楼祺洪 +1 位作者 董景星 魏运荣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期977-980,共4页
由于横向抽运的DPSSL输出光束在两个垂直方向上有不同的发散角 ,把一对平行放置的柱透镜置于谐振腔内 ,形成一种可以改善激光器输出光束质量的新型谐振腔。利用 ABCD传输矩阵理论及等效G参数法计算了稳腔范围。从实验上测得横向上光束... 由于横向抽运的DPSSL输出光束在两个垂直方向上有不同的发散角 ,把一对平行放置的柱透镜置于谐振腔内 ,形成一种可以改善激光器输出光束质量的新型谐振腔。利用 ABCD传输矩阵理论及等效G参数法计算了稳腔范围。从实验上测得横向上光束质量为M2x =1 2 31,而对于简单的平凹腔M2x =2 6 72 。 展开更多
关键词 激光技术 LD抽运的固体激光器 光束质量因子 ABCD矩阵 等效G参数法 柱透镜
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高功率半导体侧向泵浦固体激光器热效应对光束质量的影响 被引量：7
12
作者 郑伟 余建华 +1 位作者 谢武 祝强 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期22-23,共2页
高功率半导体侧向泵浦固体激光器中的动态热效应严重影响激光的光束质量。本文从研究激光热稳定腔的输出特性出发,测量了激光输出功率、光束质量M2因子随激光腔型和泵浦电流变化的关系,分析了热效应引起光束质量变化的机理,实验结果得... 高功率半导体侧向泵浦固体激光器中的动态热效应严重影响激光的光束质量。本文从研究激光热稳定腔的输出特性出发,测量了激光输出功率、光束质量M2因子随激光腔型和泵浦电流变化的关系,分析了热效应引起光束质量变化的机理,实验结果得到了很好解释。 展开更多
关键词 DPSSLs 热效应 光束质量 M2因子 谐振腔
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激光束空间质量评价 被引量：6
13
作者 陆治国 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 1995年第2期53-58,69,共7页
本文概要介绍了国际标准化组织文件ＩＳＯ／ＴＣ１７２／ＳＣ９／ＷＧ１Ｎ５６在１９９３年１１月２６日公布的激光术语和测试方法。此外还指出光束的空间相干性在光束空间质量评价中也应重视。
关键词 光束质量 传播因子 空间相干性 激光器
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直线加速器均整和非均整模式下射线质和射野输出因子的蒙特卡罗模拟与实测值比较 被引量：7
14
作者 岳海振 张艺宝 +4 位作者 刘卓伦 弓健 蒋璠 张辉 吴昊 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2016年第6期548-552,共5页
目的:利用蒙特卡罗方法分别模拟True Beam直线加速器6 MV均整和非均整(Flattening Filter-Free,FFF)模式,计算其射线质和射野输出因子,并比较上述参数与实际测量结果的差异。方法:利用Beamnrc和Dosxyznrc程序建立加速器机头模型并计算... 目的:利用蒙特卡罗方法分别模拟True Beam直线加速器6 MV均整和非均整(Flattening Filter-Free,FFF)模式,计算其射线质和射野输出因子,并比较上述参数与实际测量结果的差异。方法:利用Beamnrc和Dosxyznrc程序建立加速器机头模型并计算两档能量在参考条件下不同射野的剂量学数据。输出上述数据,计算各个射野射线质与实际测量值的相对偏差,对其绝对值做统计分析;利用各个射野中心轴上水下10 cm处的剂量值获取射野输出因子,并计算与测量值的相对偏差,绝对化后做统计分析。结果:6 MV和6FFF两档能量射线质相对偏差绝对值分别为(0.459±0.462)%和(0.486±0.300)%,射野输出因子相对偏差绝对值分别为(1.315±1.868)%和(0.904±1.214)%。结论:该模型的射线质和输出因子与测量结果相对偏差较小,基本可用于临床剂量学研究。 展开更多
关键词 直线加速器 Truebeam 均整模式 非均整模式 蒙特卡罗 射线质 输出因子
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环状光束在大气湍流中的传输特性 被引量：7
15
作者 张帅 乔娜 +1 位作者 张彬 但有全 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3103-3109,共7页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理,利用Rytov近似理论,推导出环状光束在湍流大气介质中光强分布的解析表达式。在此基础上,根据强度二阶矩定义,推导出环状光束在大气湍流中传输的M2因子的表达式。最后,详细讨论了环状光束在湍流介质中的传输... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,利用Rytov近似理论,推导出环状光束在湍流大气介质中光强分布的解析表达式。在此基础上,根据强度二阶矩定义,推导出环状光束在大气湍流中传输的M2因子的表达式。最后,详细讨论了环状光束在湍流介质中的传输变换特性及其光束质量变化。研究结果表明,环状光束在湍流介质中传输时,湍流的强弱直接影响着环状光束传输变换的程度和快慢。由于湍流的影响,环状光束在传输过程中由完全相干光变成部分相干光。环状光束在湍流中传输的M2因子与光束遮拦比、湍流强度、光束波长以及传输距离有关。选择合适的光束遮拦比和波长等光束参数,可以有效地控制激光束在湍流介质中传输的光束质量。 展开更多
关键词 大气光学 环状光束 大气湍流 传输特性 光束质量 M2因子
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有振幅调制和相位畸变光束通过硬边光阑的M^2因子 被引量：5
16
作者 文侨 楚晓亮 张彬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期274-278,共5页
光束传输M2 因子是表征激光束的有用参量。利用矩形函数的复高斯函数的近似展开方法 ,给出部分相干光通过硬边光阑后强度二阶矩的近似计算公式 ,由此可得到部分相干光通过硬边光阑后的推广M2 因子。以有振幅调制和相位畸变光束为例 ,推... 光束传输M2 因子是表征激光束的有用参量。利用矩形函数的复高斯函数的近似展开方法 ,给出部分相干光通过硬边光阑后强度二阶矩的近似计算公式 ,由此可得到部分相干光通过硬边光阑后的推广M2 因子。以有振幅调制和相位畸变光束为例 ,推导出相应的推广M2 因子的解析表达式 ,通过数值计算对提出的近似算法的计算精度进行了分析。研究结果表明 ,使用该近似方法计算得到的推广M2 因子的计算误差小于 1% ,且通过该方法可直接得到相应的近似解析计算公式 ,从而使计算得以简化 ,并有效地提高了计算效率。 展开更多
关键词 激光技术 光束质量 部分相干光束 硬边光阑 复高斯函数 相位畸变 振幅调制
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光束品质因子M^2对非同轴激光雷达探测性能的影响 被引量：6
17
作者 高飞 华灯鑫 +2 位作者 吴敏 毛建东 周毅 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1649-1654,共6页
光束品质因子M2直接影响高斯光束传播特性,光纤口径主要约束激光雷达接收系统的视场角。几何重叠因子是影响激光雷达探测性能的重要参量,其主要受激光束的发射特性、接收系统的结构等影响。通过探讨光束品质因子M2及耦合光纤口径对几何... 光束品质因子M2直接影响高斯光束传播特性,光纤口径主要约束激光雷达接收系统的视场角。几何重叠因子是影响激光雷达探测性能的重要参量,其主要受激光束的发射特性、接收系统的结构等影响。通过探讨光束品质因子M2及耦合光纤口径对几何重叠因子的影响,为设计激光雷达发射接收系统,改善激光雷达的探测性能提供了优化方案。数值计算及初步实验表明,光纤的耦合效率与光纤的放置位置及光纤口径有很大的关系;几何重叠因子小于1的探测距离受到M2因子的较大影响且随着M2因子的增大而增大。 展开更多
关键词 大气光学 几何重叠因子 光束品质因子 光纤耦合
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基于黑磷可饱和吸收体的被动调Q Tm∶YAP激光器 被引量：5
18
作者 刘邦政 李双成 +3 位作者 吴政阳 杨曦凝 李林军 崔昊宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期233-238,共6页
介绍了一台2μm波段的被动调Q(PQS)模式Tm∶YAP激光器。该激光器采取直形腔结构,用输出中心波长为792 nm的激光二极管作为泵浦光源,用新型二维材料黑磷制备的可饱和吸收体作为PQS调制器件。实验结果表明:在连续波模式运转下,当泵浦功率... 介绍了一台2μm波段的被动调Q(PQS)模式Tm∶YAP激光器。该激光器采取直形腔结构,用输出中心波长为792 nm的激光二极管作为泵浦光源,用新型二维材料黑磷制备的可饱和吸收体作为PQS调制器件。实验结果表明:在连续波模式运转下,当泵浦功率为8.8 W时,Tm∶YAP激光器的输出功率为1.0 W,输出中心波长为1994.8 nm,相应的斜率效率为17.3%;在PQS模式运转下,当泵浦功率为8.8 W时,Tm∶YAP激光器的平均输出功率为0.9 W,输出脉冲宽度为1.3μs,重复频率为135.8 kHz;当平均输出功率为0.9 W时,Tm∶YAP激光器的输出中心波长为1986.7 nm,相应的斜率效率为14.2%,光束质量因子M_(x)^(2)=1.10、M_(y)^(2)=1.06。 展开更多
关键词 激光器 被动调Q Tm∶YAP激光器 黑磷可饱和吸收体 光束质量因子
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光束质量因子测量的不确定度分析 被引量：6
19
作者 田英华 叶一东 +2 位作者 向汝建 关有光 周文超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1076-1078,共3页
介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直... 介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直径的确认方法,保证测量条件的稳定以及提高光束质量测量系统的测量精度等。 展开更多
关键词 激光 光束质量因子 测量 标准不确定度
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掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤激光器 被引量：6
20
作者 张峰 张海鹍 +2 位作者 陈涛 宋朋 周城 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期201-205,共5页
采用掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤(PCF)作为增益介质,实现了1.06μm连续激光运转。实验采用线型谐振腔,光纤一端研磨成0°角作为自由耦合输出端,并提供4%的反馈光用于维持谐振腔内的激光振荡。激光器阈值为2.4 W,斜效率为18.8... 采用掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤(PCF)作为增益介质,实现了1.06μm连续激光运转。实验采用线型谐振腔,光纤一端研磨成0°角作为自由耦合输出端,并提供4%的反馈光用于维持谐振腔内的激光振荡。激光器阈值为2.4 W,斜效率为18.8%。当抽运功率达到30 W时,最大输出功率为4.94 W,光束质量因子为1.30,偏振串音为-7.9dB,输出激光的中心波长为1062.7nm。实验结果表明,掺钕双包层大模场PCF具有良好的单模传输特性和保偏性能,有利于激光器实现高功率高光束质量的激光输出。 展开更多
关键词 激光器 光子晶体光纤 ND^3+ 连续激光 自由耦合输出 光束质量因子
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