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應(yīng)用光學(xué) 
定 價：45 元 叢書名：光電信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材
當(dāng)前圖書已被 2 所學(xué)校薦購過！
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本書以“講座式”形式編排應(yīng)用光學(xué)課程內(nèi)容，每一章為一個講座，2學(xué)時授課，全書共設(shè)計31個講座。每一講的內(nèi)容詳實、完整、篇幅適中。同時，在學(xué)期期中和期末，安排了兩次課程設(shè)計，要求學(xué)生以論文的形式提交，對學(xué)生科研能力的訓(xùn)練起到了重要的作用。本書包含了應(yīng)用光學(xué)的基本知識和基本理論，如理想成像理論、目視光學(xué)儀器原理、平面鏡棱鏡系統(tǒng)、光闌、光度學(xué)基礎(chǔ)、像差理論概述和常見光學(xué)儀器等。
我曾經(jīng)見到過一本美國的LensDesign教材，它以照相物鏡的發(fā)展歷史為主線，利用38章共38個講座，每個講座就著一個主題，以2小時報告的形式進(jìn)行講授。LensDesign已經(jīng)成為光學(xué)設(shè)計初學(xué)者的一本“寶典”。我深讀此書，覺得它十分適合用作教材，它的授課形式很值得借鑒。于是，在我給大學(xué)本科生講授“應(yīng)用光學(xué)”數(shù)年之后，就有了一個沖動：將《應(yīng)用光學(xué)》也寫成報告形式的教材，以便更加有利于授課。事實上，國內(nèi)有很多優(yōu)秀的《應(yīng)用光學(xué)》教材，經(jīng)過幾十年的使用，證明是經(jīng)典的，也很值得借鑒。我對《應(yīng)用光學(xué)》教材的改造，權(quán)作一種嘗試，它的成功與否將會在后續(xù)的授課中來驗證。
本教材包含了基礎(chǔ)的《應(yīng)用光學(xué)》知識和理論，如理想成像理論、高斯光學(xué)、眼視光學(xué)、目視光學(xué)儀器原理、平面鏡棱鏡系統(tǒng)、光欄、光度學(xué)基礎(chǔ)、像差理論概述和常見光學(xué)儀器等。同時，增加了部分實用性較強(qiáng)、與新技術(shù)和新理論有密切關(guān)系的知識，如矩陣光學(xué)、梯度折射率光學(xué)和ZEMAX軟件概述等。矩陣光學(xué)在激光傳輸理論、張量光學(xué)、離軸非對稱光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中都有重要應(yīng)用。梯度折射率材料雖然發(fā)展較早，但是未受到重視，對于我們熟知的大氣層的梯度折射率理論，很少有在應(yīng)用光學(xué)課程中體現(xiàn)。國內(nèi)外近期研究發(fā)現(xiàn)，隨著梯度折射率材料制造技術(shù)的改進(jìn)，梯度折射率材料還可能全面替代非球面，在未來光學(xué)設(shè)計中有可能占據(jù)重要的地位。同時，梯度折射率理論，在眼視光學(xué)、激光晶體熱效應(yīng)分布等方面也有應(yīng)用。ZEMAX軟件已經(jīng)不僅僅是光學(xué)設(shè)計師的專有軟件，對于從事光學(xué)工程的研究者或者工程師，它的使用已經(jīng)是必不可少的工具之一。
本書在編寫過程中盡量梳理各種理論之間的關(guān)系，盡量做到前后順序的科學(xué)化，保證后面使用時前面要講授過。同時，對于每一章，要力求一定的完整性，就著一個課題做深入的講授，避免知識點成散狀分布，使學(xué)生更能系統(tǒng)理解知識點之間的關(guān)聯(lián)性，不容易混亂。內(nèi)容安排不多不少，兩個小時一個報告，講授一章，教師可根據(jù)基本理論擴(kuò)展講授一些自己科研、現(xiàn)實生活或者經(jīng)典文獻(xiàn)中的光學(xué)現(xiàn)象，以便引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
為了與國際教學(xué)理念接軌，也便于學(xué)生養(yǎng)成研究的良好習(xí)慣，本書在第17章和第33章分別安排了期中課程設(shè)計和期末課程設(shè)計，讓學(xué)生以寫論文的形式提交作業(yè)。我們認(rèn)為，嚴(yán)格認(rèn)真的課程設(shè)計比課后作業(yè)會獲得更好的教學(xué)效果。
全書共33章，除去兩個課程設(shè)計，共31個講座或報告，如果全講授，需要62個學(xué)時。一般平均每學(xué)期18周，如果安排每周4學(xué)時，則共授課時72個學(xué)時，除去講座余下的10個學(xué)時，可開設(shè)為實驗課。部分學(xué)校安排《應(yīng)用光學(xué)》課時為54學(xué)時，可以考慮舍去部分內(nèi)容，比如傳統(tǒng)《應(yīng)用光學(xué)》教材中很少出現(xiàn)的第10章、第31章和第32章，或者略去部分內(nèi)容。
本書第1～8章由丁超亮編寫，第9～33章由趙存華編寫，全書由趙存華統(tǒng)稿。賈紅撰寫了第25章中的部分內(nèi)容，本書中的所有圖表由孫梅霞和杜娟繪制，張相輝在本書的編寫過程中提出了十分有意義的建議。本書的成功出版得到了廣泛的支持，包括學(xué)校院系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心，同行老師的重要意見和建議，以及幾屆學(xué)生講授中的互動，他們對本書質(zhì)量的提高起到了重要的作用，在此一并感謝。另外，家人也十分支持我們的工作，忍受了我們?nèi)硇牡耐度�，并且給予我們很大的幫助，在此表示深深的感謝。
本書是一個新的嘗試和探索，一定有很多不當(dāng)之處，歡迎讀者不吝珠玉，給予批評指正。
編著者
趙存華，碩士，副教授。發(fā)表論文20余篇，其中SCI/EI收錄11篇。授權(quán)發(fā)明專利2項，實用新型1項。獲河南省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文二等獎2項、三等獎2項。Optical Engineering等雜志特約審稿人。主持省部級以上項目2項。中國宇航學(xué)會光電專業(yè)委員會委員。
第1章 什么是光 （1）
1．1 光是什么 （1）
1．1．1 微粒說與波動說 （1）
1．1．2 電磁波譜 （2）
1．1．3 可見光 （3）
1．1．4 視見函數(shù) （4）
1．2 光的傳播 （5）
1．2．1 光線和光束 （5）
1．2．2 光速 （5）
習(xí)題 （6）
第2章 幾何光學(xué)基本定律 （7）
2．1 光的直線傳播定律 （7）
2．1．1 光的直線傳播 （7）
2．1．2 直線傳播的破壞 （7）
2．2 光的獨(dú)立傳播定律 （7）
2．3 光的反射定律 （8）
2．4 光的折射定律 （8）
2．5 光路可逆 （9）
2．6 Snell定律 （9）
2．6．1 折射率 （9）
2．6．2 Snell定律的形式 （10）
2．6．3 Snell定律的討論 （10）
2．7 全反射 （11）
2．7．1 全反射現(xiàn)象 （11）
2．7．2 全反射的應(yīng)用 （12）
習(xí)題 （13）
第3章 理想光學(xué)系統(tǒng) （14）
3．1 成像的概念 （14）
3．2 理想像 （15）
3．2．1 什么是理想像 （15）
3．2．2 理想像的違背 （15）
3．3 理想光學(xué)系統(tǒng) （16）
3．3．1 光學(xué)系統(tǒng) （16）
3．3．2 理想光學(xué)系統(tǒng)的成像特性 （17）
3．3．3 共軸理想光學(xué)系統(tǒng) （18）
習(xí)題 （19）
第4章 共軸球面系統(tǒng)的光路計算 （20）
4．1 共軸球面系統(tǒng)的光路計算公式 （20）
4．1．1 光路計算公式 （20）
4．1．2 轉(zhuǎn)面公式 （21）
4．2 符號規(guī)則 （22）
4．2．1 線量的符號規(guī)則 （22）
4．2．2 角量的符號規(guī)則 （23）
4．2．3 反射處理 （23）
4．2．4 有限遠(yuǎn)成像 （24）
4．3 計算實例 （24）
4．3．1 單透鏡成像 （24）
4．3．2 圓柱形光纖焦點位置 （25）
習(xí)題 （26）
第5章 近軸光學(xué) （27）
5．1 近軸成像理想 （27）
5．2 近軸光學(xué)基本公式 （28）
5．2．1 投射高及其符號規(guī)則 （28）
5．2．2 另一個近軸光路計算公式 （28）
5．2．3 近軸光學(xué)基本公式的推導(dǎo) （29）
5．3 近軸物像關(guān)系 （30）
5．3．1 物高、像高及其符號規(guī)則 （30）
5．3．2 垂軸放大率? （30）
5．3．3 垂軸放大率的討論 （31）
5．4 近軸光學(xué)的作用 （31）
習(xí)題 （32）
第6章 作圖法求理想光學(xué)系統(tǒng)的
物像關(guān)系 （33）
6．1 主點和主平面 （33）
6．2 焦點和焦平面 （33）
6．2．1 像方焦點和像方焦平面 （33）
6．2．2 物方焦點和物方焦平面 （34）
6．2．3 焦距 （34）
6．3 作圖法 （35）
6．3．1 常用兩條作圖光線 （35）
6．3．2 實例分析 （35）
6．3．3 課堂作圖訓(xùn)練 （37）
習(xí)題 （37）
第7章 高斯光學(xué) （38）
7．1 牛頓公式 （38）
7．2 高斯公式 （39）
7．3 兩套公式對比與例題 （40）
7．3．1 兩套公式對比 （40）
7．3．2 例題 （41）
7．4 拉格朗日不變量 （41）
7．5 物方焦距和像方焦距的關(guān)系 （42）
習(xí)題 （43）
第8章 基點和基面 （44）
8．1 單折射球面的基點和基面 （44）
8．1．1 主點和主平面 （44）
8．1．2 焦點和焦平面 （45）
8．1．3 單反射面的基點和基面 （45）
8．2 共軸球面光學(xué)系統(tǒng)的基點和基面 （45）
8．3 光學(xué)系統(tǒng)的三種放大率 （46）
8．3．1 垂軸放大率? （46）
8．3．2 軸向放大率? （46）
8．3．3 角放大率? （47）
8．3．4 三種放大率的關(guān)系 （47）
8．4 節(jié)點和節(jié)平面 （47）
8．5 無限遠(yuǎn)共軛的理想像高與理想物高 （49）
8．5．1 無限遠(yuǎn)共軛的理想像高 （49）
8．5．2 無限遠(yuǎn)共軛的理想物高 （50）
習(xí)題 （50）
第9章 理想光學(xué)系統(tǒng)的組合 （51）
9．1 兩個理想光學(xué)系統(tǒng)的組合 （51）
9．1．1 主點和焦點位置 （51）
9．1．2 組合焦距 （52）
9．1．3 光焦度 （53）
9．1．4 實例 （55）
9．2 單透鏡計算 （55）
9．2．1 單透鏡的焦距 （55）
9．2．2 主面位置 （56）
9．2．3 薄透鏡 （57）
9．2．4 常見透鏡的主面 （57）
習(xí)題 （58）
第10章 矩陣光學(xué)基礎(chǔ) （59）
10．1 光線的矩陣描述 （59）
10．2 物像關(guān)系矩陣 （60）
10．2．1 物像關(guān)系矩陣的形成 （60）
10．2．2 基點和基面 （61）
10．3 兩元系統(tǒng) （62）
10．3．1 單透鏡 （62）
10．3．2 兩個理想光學(xué)系統(tǒng)的組合 （62）
10．4 矩陣光學(xué)例題 （63）
習(xí)題 （64）
第11章 人眼的光學(xué)特性 （65）
11．1 人眼的結(jié)構(gòu) （65）
11．2 人眼的最小分辨角 （66）
11．3 人眼的調(diào)節(jié) （67）
11．3．1 瞳孔調(diào)節(jié) （67）
11．3．2 視度調(diào)節(jié) （67）
11．4 人眼的缺陷及其校正 （68）
11．4．1 近視眼 （69）
11．4．2 遠(yuǎn)視眼 （70）
11．4．3 眼鏡片的制作 （71）
習(xí)題 （71）
第12章 傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)的原理 （72）
12．1 目視光學(xué)系統(tǒng)的要求 （72）
12．2 放大鏡的原理 （73）
12．3 顯微鏡的原理 （73）
12．4 望遠(yuǎn)鏡的原理 （75）
12．5 光學(xué)儀器的視度調(diào)節(jié) （78）
習(xí)題 （78）
第13章 平面鏡棱鏡的應(yīng)用 （79）
13．1 平面鏡成像性質(zhì) （79）
13．1．1 平面鏡成鏡像 （79）
13．1．2 平面鏡的旋轉(zhuǎn) （80）
13．1．3 雙平面鏡 （80）
13．2 棱鏡及類型 （81）
13．3 平面鏡棱鏡的作用 （82）
13．4 最小偏向角 （83）
13．5 光楔 （84）
習(xí)題 （85）
第14章 棱鏡的展開 （86）
14．1 棱鏡展開的要求 （86）
14．2 直角棱鏡的展開 （87）
14．3 五角棱鏡的展開 （88）
14．4 靴形棱鏡的展開 （88）
14．5 平行平板的成像性質(zhì) （89）
14．5．1 平行平板的成像特性 （89）
14．5．2 等效空氣層 （90）
14．5．3 非近軸等效空氣層 （90）
習(xí)題 （92）
第15章 平面鏡棱鏡系統(tǒng)成像方向 （93）
15．1 屋脊棱鏡 （93）
15．2 角隅棱鏡 （94）
15．3 平面鏡棱鏡成像方向 （95）
15．3．1 坐標(biāo)鏡像法 （96）
15．3．2 畫線法 （96）
15．3．3 法則法 （97）
習(xí)題 （98）
第16章 棱鏡轉(zhuǎn)動定理 （99）
16．1 棱鏡轉(zhuǎn)動定理 （99）
16．1．1 棱鏡轉(zhuǎn)動定理的表達(dá)式 （99）
16．1．2 常見的棱鏡轉(zhuǎn)動 （100）
16．2 轉(zhuǎn)動矩陣 （101）
16．2．1 轉(zhuǎn)動矩陣的形式 （101）
16．2．2 作用矩陣 （101）
16．3 光軸偏與像傾斜 （102）
16．3．1 光軸偏與像傾斜的求解 （102）
16．3．2 特征方向和特征平面 （103）
16．4 棱鏡的偏差 （103）
16．4．1 光學(xué)平行差 （103）
16．4．2 屋脊棱鏡的雙像差 （104）
習(xí)題 （105）
第17章 期中課程設(shè)計 （106）
17．1 期中課程設(shè)計要求 （106）
17．2 雙分離望遠(yuǎn)物鏡的參數(shù) （107）
17．3 作圖法 （107）
17．4 光路計算公式 （107）
17．5 近軸光學(xué) （108）
17．6 矩陣光學(xué) （108）
17．7 高斯光學(xué) （109）
17．8 棱鏡外形尺寸 （110）
第18章 光闌與光束選擇 （111）
18．1 為什么用光闌 （111）
18．2 光闌分類 （112）
18．2．1 孔徑光闌 （112）
18．2．2 視場光闌 （112）
18．2．3 漸暈光闌 （113）
18．2．4 消雜光光闌 （113）
18．3 望遠(yuǎn)系統(tǒng)中成像光束的選擇 （114）
18．3．1 孔徑光闌 （114）
18．3．2 視場光闌 （115）
18．4 顯微系統(tǒng)中成像光束的選擇 （115）
習(xí)題 （117）
第19章 遠(yuǎn)心光路、場鏡和景深 （118）
19．1 遠(yuǎn)心光路 （118）
19．1．1 物方遠(yuǎn)心光路 （118）
19．1．2 像方遠(yuǎn)心光路 （119）
19．2 場鏡 （119）
19．3 景深 （120）
19．3．1 景深概念 （120）
19．3．2 景深計算 （120）
19．3．3 景深的基準(zhǔn)物平面 （122）
習(xí)題 （123）
第20章 光度學(xué)基本量I （124）
20．1 立體角 （124）
20．1．1 立體角的概念 （124）
20．1．2 立體角的計算 （124）
20．2 光通量 （125）
20．2．1 輻射通量 （125）
20．2．2 光通量 （126）
20．2．3 光視效能 （126）
20．3 發(fā)光強(qiáng)度 （127）
20．4 光出射度 （128）
習(xí)題 （128）
第21章 光度學(xué)基本量II （129）
21．1 光照度 （129）
21．1．1 光照度的定義 （129）
21．1．2 光照度公式 （130）
21．2 光亮度 （131）
21．3 光學(xué)系統(tǒng)中的光亮度傳遞 （132）
21．3．1 同種介質(zhì)中光亮度的傳遞 （132）
21．3．2 折射時光亮度的傳遞 （132）
習(xí)題 （134）
第22章 光學(xué)系統(tǒng)像平面照度 （135）
22．1 朗伯輻射體 （135）
22．1．1 朗伯輻射體 （135）
22．1．2 發(fā)光面的光通量 （136）
22．1．3 全擴(kuò)散表面 （136）
22．2 光學(xué)系統(tǒng)像平面照度 （137）
22．2．1 像平面軸上點光照度 （137）
22．2．2 像平面軸外點光照度 （137）
22．3 照相物鏡像平面照度 （138）
22．3．1 照相物鏡的像平面照度 （138）
22．3．2 曝光量 （139）
習(xí)題 （140）
第23章 主觀光亮度與光能損失 （141）
23．1 主觀光亮度 （141）
23．1．1 人眼直接觀察時的主觀
光亮度 （141）
23．1．2 望遠(yuǎn)鏡觀察發(fā)光點的主觀
光亮度 （142）
23．1．3 望遠(yuǎn)鏡觀察發(fā)光面的主觀
光亮度 （143）
23．2 光學(xué)系統(tǒng)中光能損失 （143）
23．2．1 反射損失 （143）
23．2．2 吸收損失 （144）
23．2．3 光學(xué)系統(tǒng)的透過率 （144）
23．2．4 透過率計算實例 （145）
習(xí)題 （146）
第24章 兩種視覺 體視與色覺 （147）
24．1 體視 （147）
24．1．1 空間深度感覺 （147）
24．1．2 雙目立體視覺 （148）
24．1．3 雙目觀察儀器 （149）
24．2 色覺 （150）
24．2．1 顏色色覺 （150）
24．2．2 格拉斯曼定律 （150）
24．2．3 顏色匹配 （151）
24．3 色度學(xué) （151）
24．3．1 色度學(xué)基礎(chǔ) （151）
24．3．2 CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng) （152）
24．3．3 光源的顏色特性 （155）
習(xí)題 （155）
第25章 像質(zhì)評價 （156）
25．1 光學(xué)系統(tǒng)的要求 （156）
25．2 后評價方法 （157）
25．2．1 一階特性測量評價 （157）
25．2．2 像質(zhì)評價之分辨率 （158）
25．2．3 像質(zhì)評價之星點檢驗 （158）
25．3 理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨率 （159）
25．3．1 瑞利判據(jù) （159）
25．3．2 望遠(yuǎn)鏡分辨率 （160）
25．3．3 照相物鏡分辨率 （160）
25．3．4 顯微鏡分辨率 （161）
習(xí)題 （161）
第26章 設(shè)計評價Ⅰ 塞德像差 （162）
26．1 球差 （162）
26．2 場曲和彗差 （163）
26．2．1 子午面內(nèi)場曲和彗差 （163）
26．2．2 弧矢面內(nèi)場曲和彗差 （164）
26．2．3 像散 （164）
26．3 畸變 （165）
26．4 色差 （165）
26．4．1 色散與玻璃圖 （165）
26．4．2 軸向色差 （166）
26．4．3 垂軸色差 （167）
26．5 像差分類 （168）
26．6 像差曲線 （168）
習(xí)題 （169）
第27章 設(shè)計評價Ⅱ 綜合方法 （170）
27．1 斯特列爾比 （170）
27．2 光線扇形圖 （171）
27．3 點列圖 （171）
27．4 能量環(huán) （172）
27．5 波像差 （173）
27．6 調(diào)制傳遞函數(shù) （174）
27．6．1 MTF曲線 （174）
27．6．2 MTF在像質(zhì)評價中的應(yīng)用 （176）
習(xí)題 （176）
第28章 望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡 （177）
28．1 望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)要求 （177）
28．2 望遠(yuǎn)鏡的物鏡 （178）
28．2．1 望遠(yuǎn)物鏡技術(shù)參數(shù) （178）
28．2．2 望遠(yuǎn)物鏡類型 （179）
28．3 顯微鏡的技術(shù)要求 （180）
28．4 顯微鏡的物鏡 （181）
28．5 目鏡 （182）
28．5．1 目鏡技術(shù)參數(shù) （182）
28．5．2 目鏡類型 （183）
習(xí)題 （184）
第29章 照相機(jī)和投影儀 （185）
29．1 照相物鏡 （185）
29．1．1 照相物鏡的技術(shù)要求 （185）
29．1．2 照相物鏡的類型 （187）
29．2 照相機(jī)取景系統(tǒng) （189）
29．3 投影儀照明系統(tǒng) （191）
29．4 投影物鏡 （192）
29．4．1 投影物鏡的技術(shù)要求 （192）
29．4．2 投影物鏡的類型 （193）
習(xí)題 （193）
第30章 新型光學(xué)系統(tǒng) （194）
30．1 紅外光學(xué)系統(tǒng) （194）
30．1．1 概述 （194）
30．1．2 紅外物鏡 （196）
30．1．3 紅外光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用 （196）
30．2 激光光學(xué)系統(tǒng) （197）
30．2．1 激光束特性 （197）
30．2．2 激光光學(xué)系統(tǒng) （198）
30．3 數(shù)碼影像光學(xué)系統(tǒng) （199）
30．3．1 光電感光器件與攝像物鏡 （199）
30．3．2 數(shù)碼影像系統(tǒng) （200）
習(xí)題 （200）
第31章 梯度折射率成像 （201）
31．1 大氣折射率 （201）
31．2 梯度折射率材料分類 （202）
31．2．1 徑向梯度折射率材料 （202）
31．2．2 軸向梯度折射率材料 （202）
31．2．3 球向梯度折射率材料 （203）
31．2．4 層狀梯度折射率材料 （203）
31．3 梯度折射率的光線方程 （203）
31．3．1 程函方程 （203）
31．3．2 光線方程 （204）
31．3．3 費(fèi)馬原理 （204）
31．3．4 光學(xué)方向余弦 （204）
31．4 GRIN透鏡成像 （205）
31．4．1 GRIN光線方程 （205）
31．4．2 光線方程的解 （206）
31．4．3 GRIN成像特性 （207）
習(xí)題 （209）
第32章 ZEMAX軟件概述 （210）
32．1 數(shù)據(jù)輸入 （210）
32．1．1 ZEMAX軟件交互界面 （210）
32．1．2 輸入鏡頭參數(shù) （211）
32．1．3 通用對話框 （212）
32．1．4 視場數(shù)據(jù)對話框 （213）
32．1．5 波長數(shù)據(jù)對話框 （215）
32．1．6 玻璃庫對話框 （216）
32．2 查看輸入結(jié)果 （216）
32．2．1 鏡頭結(jié)構(gòu)參數(shù) （216）
32．2．2 輪廓圖 （216）
32．2．3 查看一階特性 （217）
32．3 分析輸入結(jié)果 （218）
習(xí)題 （219）
第33章 期末課程設(shè)計 （220）
33．1 期末課程設(shè)計要求 （220）
33．2 周視瞄準(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu) （220）
33．3 周視瞄準(zhǔn)鏡計算 （221）
33．3．1 一階特性參數(shù)計算 （221）
33．3．2 外形尺寸計算 （222）
33．3．3 成像方向與棱鏡轉(zhuǎn)動 （225）
33．3．4 光能計算 （226）
附錄A 中英文術(shù)語 （227）
附錄B 習(xí)題參考答案 （232）
參考文獻(xiàn) （237）?
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