JPH08213716A - Laser device - Google Patents
Laser deviceInfo
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- JPH08213716A JPH08213716A JP1892995A JP1892995A JPH08213716A JP H08213716 A JPH08213716 A JP H08213716A JP 1892995 A JP1892995 A JP 1892995A JP 1892995 A JP1892995 A JP 1892995A JP H08213716 A JPH08213716 A JP H08213716A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は低繰り返し動作の固体レ
ーザーの複数のレーザービームを一軸に合成して高繰り
返しレーザービームを供給できるように構成したレーザ
ー装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device constructed so that a plurality of laser beams of a low-repetitive-operation solid-state laser are uniaxially combined to supply a high-repetitive laser beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザー装置はレーザーを使用した加
工,計測,通信およびレーザー慣性核融合技術等の分野
に広く適用されている。従来のレーザー装置について図
5によりその概要を説明する。図5は複数のレーザーユ
ニットを使用したYAGレーザー等の固体レーザー装置
におけるビーム合成機構の概要を光路系統図で示したも
のである。2. Description of the Related Art Laser devices have been widely applied to fields such as laser processing, measurement, communication, and laser inertial fusion technology. An outline of a conventional laser device will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an optical path diagram showing an outline of a beam combining mechanism in a solid-state laser device such as a YAG laser using a plurality of laser units.
【0003】図5中、符号1はレーザーユニットで、こ
のレーザーユニット1が1a〜1nと複数配置され、こ
れらのレーザーユニット1(1a〜1c…1n)から出
射したレーザービーム7は軸調整用ミラー5により偏光
されてハーフミラー14に入射し、このハーフミラー14で
合成されて合成レーザービーム9となって出射する。す
なわち、レーザーユニット1(1a〜1c…1n)から
出射するレーザービーム7の合成にはその合成回数と同
数のハーフミラー14を用いて合成し、繰り返し周波数を
増加した合成レーザービーム9を得ている。In FIG. 5, reference numeral 1 is a laser unit, and a plurality of laser units 1a to 1n are arranged. A laser beam 7 emitted from these laser units 1 (1a to 1c ... 1n) is an axis adjusting mirror. The light is polarized by 5 and is incident on the half mirror 14, which is combined by the half mirror 14 and emitted as a combined laser beam 9. That is, the laser beams 7 emitted from the laser units 1 (1a to 1c ... 1n) are synthesized by using the same number of half mirrors 14 as the number of times of synthesis to obtain a synthesized laser beam 9 with an increased repetition frequency. .
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】YAGレーザー等の固
体レーザー装置はレーザー媒質となるロッドの冷却効果
が悪いため、単独で高い発振繰り返し周波数を得ること
が困難であり、市販製品では数10〜100 Hz が限度とさ
れている。In a solid-state laser device such as a YAG laser, it is difficult to obtain a high oscillation repetition frequency by itself because the rod that serves as a laser medium has a poor cooling effect. Hz is the limit.
【0005】図5で示した従来のレーザー装置では繰り
返し周波数を増加して得られるレーザービームの本数が
基のレーザービームの台数と同数となり、一軸で合成さ
れたレーザービームを取り出すことができない。In the conventional laser device shown in FIG. 5, the number of laser beams obtained by increasing the repetition frequency is the same as the number of base laser beams, and it is not possible to extract a laser beam that is uniaxially synthesized.
【0006】そのため、得られるレーザービームの一本
あたりのピークパワーは基のレーザーユニット単体のも
のと同等以上にすることはできず、これを避けるために
は合成ビームをまとめて照射することが必要となり、そ
の使用条件も極めて限られたものとなる課題がある。Therefore, the peak power per obtained laser beam cannot be made equal to or higher than that of the base laser unit alone, and in order to avoid this, it is necessary to irradiate the combined beam collectively. Therefore, there is a problem that the usage conditions are extremely limited.
【0007】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、複数のレーザーユニットから出射されるレー
ザービームを一軸で効率よく合成し、高繰り返しのレー
ザービームを得ることができるレーザー装置を提供する
ことにある。The present invention has been made to solve the above problems, and provides a laser device capable of efficiently synthesizing laser beams emitted from a plurality of laser units uniaxially to obtain a highly repetitive laser beam. To do.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は複数のレーザー
ユニットと、このレーザーユニットに接続した駆動用電
源と、この駆動用電源に接続したタイミング調整用ユニ
ットと、前記複数のレーザーユニットから出射された各
々のレーザービームの光軸を調整する軸調整用ミラー
と、この軸調整用ミラーから出射するレーザービームを
入射する合成用光学素子と、この合成用光学素子を回転
し前記タイミング調整用ユニットに接続するモータを具
備したことを特徴とする。According to the present invention, a plurality of laser units, a driving power source connected to the laser unit, a timing adjusting unit connected to the driving power source, and a plurality of laser units are emitted. The axis adjusting mirror for adjusting the optical axis of each laser beam, the combining optical element for entering the laser beam emitted from the axis adjusting mirror, and the combining optical element are rotated to the timing adjusting unit. It is characterized by having a motor to be connected.
【0009】また、本発明は複数のレーザーユニット
と、このレーザーユニットに接続した駆動用電源と、こ
の駆動用電源に接続したタイミング調整用ユニットと、
前記複数のレーザーユニットから出射された各々のレー
ザービームの光軸を調整する軸調整用ミラーと、この軸
調整用ミラーから出射するレーザービームを入射するフ
ァラデーローテータと、このファラデーローテータを回
転し前記調整用ユニットに接続するファラデーローテー
タ駆動ユニットとを具備したことを特徴とする。The present invention also includes a plurality of laser units, a driving power source connected to the laser units, and a timing adjusting unit connected to the driving power source,
An axis adjusting mirror that adjusts the optical axis of each laser beam emitted from the plurality of laser units, a Faraday rotator that receives the laser beam emitted from the axis adjusting mirror, and the Faraday rotator is rotated to perform the adjustment. And a Faraday rotator drive unit connected to the operating unit.
【0010】[0010]
【作用】複数のレーザーユニットから出射されるレーザ
ービームの出射軸を軸調整用ミラーにより調整して精度
よく合成用光学素子の1点に集めて一軸に合成する。合
成用光学素子をモータにより回転させ、かつその回転に
同期させて各々のレーザーユニットの駆動用電源を動作
させて発振するようにタイミングをとる。According to the present invention, the emission axes of the laser beams emitted from the plurality of laser units are adjusted by the axis adjusting mirror and are accurately collected at one point in the combining optical element to be combined into one axis. The synthesizing optical element is rotated by a motor, and in synchronization with the rotation, the driving power source of each laser unit is operated and oscillated.
【0011】レーザービーム合成後のタイミングを軸一
致の精度をモニタユニットでモニタする。モータの回転
により複数のレーザービームを一軸で出射して高繰り返
しパルスレーザービームを得る。The accuracy of axis coincidence of the timing after laser beam synthesis is monitored by a monitor unit. By rotating the motor, a plurality of laser beams are emitted uniaxially to obtain a highly repetitive pulse laser beam.
【0012】また、モータによる回転機構に代えてファ
ラデーローテータを使用することにより機械的な振動に
よるビーム軸のぶれをなくしたり、高繰り返しレーザー
ビームを取り出すことができる。Further, by using a Faraday rotator instead of a rotating mechanism by a motor, it is possible to eliminate the blurring of the beam axis due to mechanical vibration and to extract a laser beam with high repetition rate.
【0013】さらに、合成したレーザービームを単一の
光ファイバ入射光学系に直接入射して光ファイバによっ
て伝送し、ターゲットに導光することができる。Further, the combined laser beam can be directly incident on a single optical fiber incidence optical system, transmitted by the optical fiber, and guided to the target.
【0014】[0014]
【実施例】図1および図2を参照しながら本発明に係る
レーザー装置の第1の実施例を説明する。図1中、符号
1(1a…1n)はレーザービーム7を出射するレーザ
ーユニットで、このレーザーユニット1(1a…1n)
には駆動用電源2が接続されている。この駆動用電源2
はタイミング調整用ユニット3が接続され、このタイミ
ング調整用ユニット3はモータ4に接続している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a laser device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 1 (1a ... 1n) denotes a laser unit for emitting a laser beam 7, and this laser unit 1 (1a ... 1n).
A drive power source 2 is connected to the. This drive power supply 2
Is connected to the timing adjusting unit 3, and the timing adjusting unit 3 is connected to the motor 4.
【0015】モータ4にはミラーまたはプリズムからな
る合成用光学素子6が接続している。この合成用光学素
子6には前記各々のレーザーユニット1(1a…1n)
から出射し軸調整用ミラー5に入射して屈折したレーザ
ービームが一点集中して合成される。A combining optical element 6 composed of a mirror or a prism is connected to the motor 4. Each of the laser units 1 (1a ... 1n) is included in the synthesizing optical element 6.
The laser beam emitted from the laser beam and incident on the axis adjusting mirror 5 and refracted is combined at one point.
【0016】この合成レーザービーム9の光路上にはサ
ンプリングミラー8が設けられ、このサンプリングミラ
ー8でサンプリングされたサンプリングビームを検出す
るセンサユニット10が設けられ、このセンサユニット10
の出力信号を入力するモニタユニット11が配置されてい
る。このモニタユニット11の出力信号はモータ4に入力
される。A sampling mirror 8 is provided on the optical path of the combined laser beam 9, and a sensor unit 10 for detecting the sampling beam sampled by the sampling mirror 8 is provided.
A monitor unit 11 for inputting the output signal of is arranged. The output signal of the monitor unit 11 is input to the motor 4.
【0017】しかして、上記第1の実施例において、複
数のレーザーユニット1(1a…1n)から出射される
レーザービーム7は軸調整用ミラー5によって合成用光
学素子6表面の1点に集中するように調整される。合成
用光学素子6はモータ4によって回転する。In the first embodiment, however, the laser beams 7 emitted from the plurality of laser units 1 (1a ... 1n) are concentrated by the axis adjusting mirror 5 at one point on the surface of the synthesizing optical element 6. Is adjusted. The combining optical element 6 is rotated by the motor 4.
【0018】合成用光学素子6の回転角度が出射レーザ
ービーム7の方向に揃ったレーザーユニット1に対して
その駆動用電源2を駆動させてその発振レーザービーム
7を合成レーザービーム9の出射側に取り出すようにす
る。The driving power source 2 is driven for the laser unit 1 in which the rotation angle of the synthesizing optical element 6 is aligned with the direction of the emitted laser beam 7, and the oscillating laser beam 7 is directed to the emitting side of the synthetic laser beam 9. I will take it out.
【0019】また、このときレーザーユニット駆動用電
源の駆動タイミングはモータ4からの信号を受けてタイ
ミング調整用ユニット3により調整する。このようにし
て合成光学素子6の回転にあわせて順次各レーザーユニ
ット1から出射されるレーザービーム7を合成用光学素
子6で合成して取り出す。At this time, the drive timing of the power source for driving the laser unit is adjusted by the timing adjusting unit 3 upon receiving a signal from the motor 4. In this way, the laser beams 7 emitted from the respective laser units 1 are sequentially combined with the rotation of the combining optical element 6 and taken out by the combining optical element 6.
【0020】さらに、合成レーザービーム9は各レーザ
ービーム7の合成によって形成されるが、そのビーム軸
が完全に一致していることを確認するために合成レーザ
ービーム9の一部をサンプリングミラーにより取り出
す。Further, the synthetic laser beam 9 is formed by synthesizing the respective laser beams 7, and a part of the synthetic laser beam 9 is taken out by a sampling mirror in order to confirm that the beam axes thereof are completely coincident with each other. .
【0021】その出射ビームをセンサユニット部10に備
えたCCDカメラ等のセンサでとらえ、モニターユニッ
ト11によりビーム軸の一致精度を確認し、不一致が生じ
た場合には、それに該当するレーザーユニットからの出
射ビーム軸を軸調整用ミラー5により十分な精度で一致
するよう調整する。The emitted beam is detected by a sensor such as a CCD camera provided in the sensor unit section 10, and the monitor unit 11 confirms the matching accuracy of the beam axes. When a mismatch occurs, the laser unit from the corresponding laser unit The output beam axis is adjusted by the axis adjusting mirror 5 so that they coincide with each other with sufficient accuracy.
【0022】また、同時に、センサユニット10に光電管
または光ダイオード等の光パルス検出器を備えることに
より合成ミラーの回転と各レーザーユニット発振のタイ
ミングをモニタし、タイミング調整ユニット3により各
レーザーユニットの駆動電源のタイミングを調整す
る。。At the same time, the sensor unit 10 is provided with an optical pulse detector such as a photoelectric tube or a photo diode to monitor the rotation of the synthetic mirror and the oscillation timing of each laser unit, and the timing adjustment unit 3 drives each laser unit. Adjust the power timing. .
【0023】以上の操作によって、図2に示したように
各レーザーユニットの発振パルスは合成用光学素子から
各レーザーユニット1a,1b…1nからのパルス発振
レーザービームが一軸で合成され、繰り返し周波数がレ
ーザーユニット台数分増加したレーザービームを取り出
すことができる。As a result of the above operation, as shown in FIG. 2, the oscillation pulse of each laser unit is uniaxially combined with the pulse oscillation laser beam from each laser unit 1a, 1b ... The laser beam increased by the number of laser units can be taken out.
【0024】つぎに図3により本発明に係るレーザー装
置の第2の実施例を説明する。この第2の実施例が第1
の実施例と異なる部分はレーザーユニットの駆動用電源
と同期をとって機械的に回転駆動する合成用光学素子に
代り、電気的に駆動するファラデーローテータを使用し
て各レーザーユニットのレーザービームを合成すること
にある。なお、図3では本実施例の要部のみを示し、他
の部分は図1と同様なため、省略している。また、第1
の実施例と同一部分の説明も省略する。Next, a second embodiment of the laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. This second embodiment is the first
The part different from the example is that instead of the synthesizing optical element that is mechanically rotated in synchronization with the power source for driving the laser unit, the Faraday rotator that is electrically driven is used to synthesize the laser beam of each laser unit. To do. Note that FIG. 3 shows only the main part of the present embodiment, and the other parts are omitted because they are similar to FIG. Also, the first
The description of the same parts as those in the embodiment is omitted.
【0025】すなわち、図3において、各レーザーユニ
ット1から出射されるレーザービーム7の偏光は、直線
偏光に揃えておき、各レーザービーム7の出射タイミン
グと同期をとり、ファラデーローテータ15の偏光面(方
向)を電気的にファラデーローテータ駆動ユニット16に
より回転させることによって同様の一軸合成レーザービ
ーム9を得ることができる。この実施例によれば回転機
構で生じやすい振動の影響がないため、レーザービーム
の出射軸を安定に保つことができる。That is, in FIG. 3, the polarization of the laser beam 7 emitted from each laser unit 1 is aligned with the linearly polarized light, synchronized with the emission timing of each laser beam 7, and the polarization plane of the Faraday rotator 15 ( A similar uniaxial synthetic laser beam 9 can be obtained by electrically rotating the (direction) by the Faraday rotator drive unit 16. According to this embodiment, since there is no influence of vibration that is likely to occur in the rotating mechanism, the emission axis of the laser beam can be kept stable.
【0026】図4は本発明の第3の実施例を示したもの
で、前記第1及び第2の実施例によるレーザー装置で合
成された合成レーザービーム9を伝送するために光ファ
イバ入射光学系12を設け、この光学系12に光ファイバ13
を接続したことにある。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, in which an optical fiber incidence optical system for transmitting a combined laser beam 9 combined by the laser devices according to the first and second embodiments. 12 is provided, and an optical fiber 13 is provided in this optical system 12.
Is connected.
【0027】この実施例によれば、第1及び第2の実施
例によるレーザー装置で出射されるレーザービームが一
軸で合成されたものであるため、空間で伝送する以外に
も光ファイバ13に直接入射してターゲットに導光するこ
とができる。According to this embodiment, since the laser beams emitted by the laser devices according to the first and second embodiments are uniaxially combined, they are directly transmitted to the optical fiber 13 in addition to being transmitted in space. It can be incident and guided to the target.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、レーザーユニット単体
で動作できる繰り返し周波数以上のパルスレーザービー
ムを得ようとする場合、繰り返し周波数を増加したレー
ザービームを一軸で合成して出射できる。According to the present invention, when it is desired to obtain a pulsed laser beam having a repetition frequency higher than that which can be operated by a single laser unit, laser beams having an increased repetition frequency can be combined and emitted uniaxially.
【0029】これにより、従来ハーフミラーにおけるビ
ーム損失成分が課題となっていたことを解決して合成効
率を向上し、従来例ではできなかった一軸合成のレーザ
ービームとして取り出すことができる。Thus, the problem of the beam loss component in the conventional half mirror has been solved, the synthesis efficiency is improved, and the laser beam can be extracted as a uniaxially synthesized laser beam which cannot be obtained in the conventional example.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明に係るレーザー装置の第1の実施例を一
部ブロックで示す光路系統図。FIG. 1 is an optical path system diagram showing a partial block of a first embodiment of a laser device according to the present invention.
【図2】図1におけるレーザー装置の各レーザーユニッ
トの発振パルスと合成後のパルスを示す波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing an oscillation pulse of each laser unit of the laser device in FIG. 1 and a pulse after combination.
【図3】本発明に係るレーザー装置の第2の実施例の要
部を概念的に示す光路系統図。FIG. 3 is an optical path system diagram conceptually showing a main part of a second embodiment of a laser apparatus according to the present invention.
【図4】本発明に係るレーザー装置の第3の実施例の要
部を示す系統図。FIG. 4 is a system diagram showing a main part of a third embodiment of a laser device according to the present invention.
【図5】従来のレーザー装置を示す光路系統図。FIG. 5 is an optical path system diagram showing a conventional laser device.
1…レーザーユニット、2…レーザー駆動用電源、3…
タイミング調整ユニット、4…合成用光学素子回転用モ
ータ、5…軸調整用ミラー、6…合成用光学素子、7…
レーザービーム、8…サンプリングミラー、9…合成レ
ーザービーム、10…センサユニット、11…モニタユニッ
ト、12…光ファイバ入射光学系、13…光ファイバ、14…
ハーフミラー、15…ファラデーローテータ、16…ファラ
デーローテータ駆動ユニット。1 ... Laser unit, 2 ... Laser driving power source, 3 ...
Timing adjusting unit, 4 ... Combining optical element rotating motor, 5 ... Shaft adjusting mirror, 6 ... Combining optical element, 7 ...
Laser beam, 8 ... Sampling mirror, 9 ... Synthetic laser beam, 10 ... Sensor unit, 11 ... Monitor unit, 12 ... Optical fiber incident optical system, 13 ... Optical fiber, 14 ...
Half mirror, 15… Faraday rotator, 16… Faraday rotator drive unit.
フロントページの続き (72)発明者 阿部 素久 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内Continuation of the front page (72) Inoue Motohisa Abe 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Head Office
Claims (6)
ーユニットに接続した駆動用電源と、この駆動用電源に
接続したタイミング調整用ユニットと、前記複数のレー
ザーユニットから出射された各々のレーザービームの光
軸を調整する軸調整用ミラーと、この軸調整用ミラーか
ら出射するレーザービームを入射する合成用光学素子
と、この合成用光学素子を回転し前記タイミング調整用
ユニットに接続するモータを具備したことを特徴とする
レーザー装置。1. A plurality of laser units, a driving power supply connected to the laser units, a timing adjustment unit connected to the driving power supply, and light of each laser beam emitted from the plurality of laser units. It is equipped with an axis adjusting mirror for adjusting the axis, a combining optical element for entering a laser beam emitted from the axis adjusting mirror, and a motor for rotating the combining optical element and connecting it to the timing adjusting unit. Laser equipment characterized by.
ズムからなることを特徴とする請求項1記載のレーザー
装置。2. The laser device according to claim 1, wherein the combining optical element comprises a mirror or a prism.
用光学素子を回転するモータの回転周波数に同期して前
記駆動用電源を動作させて前記各々のレーザーユニット
を発振させるかつ前記駆動用電源のタイミングを調整す
る機構を有することを特徴とする請求項1記載のレーザ
ー装置。3. The timing adjusting unit operates the driving power source in synchronization with the rotation frequency of a motor for rotating the synthesizing optical element to oscillate each of the laser units and adjusts the timing of the driving power source. The laser device according to claim 1, further comprising an adjusting mechanism.
ービームの一部をサンプリングするサンプリングミラー
と、このサンプリングミラーからのレーザービームを検
出するセンサユニットと、このセンサユニットからの合
成されたレーザービームの軸一致の精度および前記駆動
用電源および前記モータとの同期の状態をモニタするモ
ニタユニットとを有することを特徴とする請求項1記載
のレーザー装置。4. A sampling mirror for sampling a part of a laser beam emitted from the combining optical element, a sensor unit for detecting the laser beam from the sampling mirror, and a combined laser beam from the sensor unit. The laser device according to claim 1, further comprising a monitor unit that monitors the accuracy of axis matching and the state of synchronization with the drive power source and the motor.
ーユニットに接続した駆動用電源と、この駆動用電源に
接続したタイミング調整用ユニットと、前記複数のレー
ザーユニットから出射された各々のレーザービームの光
軸を調整する軸調整用ミラーと、この軸調整用ミラーか
ら出射するレーザービームを入射するファラデーローテ
ータと、このファラデーローテータを回転し前記調整用
ユニットに接続するファラデーローテータ駆動ユニット
とを具備したことを特徴とするレーザー装置。5. A plurality of laser units, a driving power source connected to the laser units, a timing adjusting unit connected to the driving power source, and light of each laser beam emitted from the plurality of laser units. An axis adjusting mirror for adjusting the axis; a Faraday rotator for injecting a laser beam emitted from the axis adjusting mirror; and a Faraday rotator drive unit for rotating the Faraday rotator and connecting the Faraday rotator to the adjusting unit. Characteristic laser device.
ーローテータにより一点に合成された合成レーザービー
ムを入射する光ファイバー入射光学および光ファイバを
設けてなることを特徴とする請求項1から5記載のレー
ザー装置。6. The laser device according to claim 1, further comprising an optical fiber incidence optics and an optical fiber for injecting a synthetic laser beam synthesized at one point by the synthesizing optical element or the Faraday rotator. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1892995A JPH08213716A (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1892995A JPH08213716A (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213716A true JPH08213716A (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=11985334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1892995A Pending JPH08213716A (en) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | Laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08213716A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005294409A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Electric Corp | Coherent light coupling device |
WO2015194056A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | ギガフォトン株式会社 | Laser system |
-
1995
- 1995-02-07 JP JP1892995A patent/JPH08213716A/en active Pending
Cited By (5)
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US10074958B2 (en) | 2014-06-20 | 2018-09-11 | Gigaphoton Inc. | Laser system |
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