JPH0476442B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0476442B2 JPH0476442B2 JP62080332A JP8033287A JPH0476442B2 JP H0476442 B2 JPH0476442 B2 JP H0476442B2 JP 62080332 A JP62080332 A JP 62080332A JP 8033287 A JP8033287 A JP 8033287A JP H0476442 B2 JPH0476442 B2 JP H0476442B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cladding layer
- silica glass
- optical transmission
- refractive index
- transmission body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、工業用イメージスコープの光伝送路
として好適な石英ガラス系のマルチプル光伝送体
に関する。 従来の技術 純石英ガラスのコアの上にドープド石英ガラス
のクラツド層を有する光伝送体母材の多数本の束
を線引きして製造した、従つて多数本が互いに融
着した構造を有しマルチプル光伝送体母材は、耐
放射線性などに優れている長所がある。その反面
各光伝送体は互いに融着しているために、線引き
により得られたマルチプル光伝送体は機械的特性
において一本の石英ガラスフアイバあるいはロツ
ドと変わるところがない。したがつて可撓性に優
れた上記構造のマルチプル光伝送体を得るには、
できるかぎりその仕上がり外径を小さくすること
が必要となる。 ところで純石英ガラスからなるコアを有する光
伝送体は、ドープド石英ガラスコアとドープド石
英ガラスクラツド層とを有する光伝送体と比較し
てコアークラツド層間の屈折率差を後記する理由
から大きくすることが不可能であるため、勢いク
ラツド層を厚くする必要がありクラツド層の厚み
のためにマルチプル光伝送体の小径化には限界が
ある。硼素や弗素のようなドーパントを多量に添
加することにより純石英ガラスの屈折率を低減す
ることができるが、得られたドープド石英ガラス
の熱膨張係数及びガラス溶融時における流動性も
同時に急上昇し、純石英ガラスとの熱膨張係数の
相違により両材料を互いに直接接触した状態で使
用することができなくなる(ドープド石英ガラス
にひび割れが生じる)し、過流動性によりクラツ
ド層に偏肉が生じる問題もある。 解決を要すべき問題点並びに解決手段 上記した理由から各コアが純石英ガラスからな
り、しかもてきる限り小径化および画質の鮮明化
の可能なマルチプル光伝送体の開発が重要課題と
なる。 本発明はこの重要課題を解決することを目的と
して、純石英ガラスからなるコアの上に順次、ド
ープド石英ガラスからなる第1クラツド層、ドー
プド石英ガラスからなる第2クラツド層、及び純
石英ガラスからなる第3クラツド層を有する石英
ガラス系光伝送体母材の多数本が互いに融着した
構造を有し、第1クラツド層は第2クラツド層よ
り低屈折率を有し、第2クラツド層は第3クラツ
ド層より低屈折率を有し、且つ第1クラツド層
は、コアの屈折率より少なくとも0.014小さく、
しかも石英ガラス系光伝送体母材中における占積
率が5〜25%であることを特徴とする石英ガラス
系マルチプル光伝送体を提供しようとするもので
ある。 作用並びに効果 第1クラツド層の石英ガラス系光伝送体母材中
における占積率が25%以下となる程の薄層である
と、たとえ第1クラツド層の構成材として多量の
屈折率低減用のドーパントを配合して得た高膨張
係数のドープド石英ガラスを用いても上記したひ
び割れや過流動の問題が生じない。しかも多量の
屈折率低減用のドーパントを配合して第1クラツ
ド層の屈折率を低くすることによりコアとの屈折
率差を大きくとることができて、かくして第1ク
ラツド層と第2クラツド層の合計厚さを従来品の
クラツド層より薄くしても鮮明な画像を伝送する
ことのできる光伝送体が得られる。なお、第1ク
ラツド層の屈折率を前記した通りに低くすると、
純石英コアとの熱膨張係数の差が過大となつて石
英ガラス系光伝送体母材の束を線引して本発明を
製造する際、あるいは線引き後において第1クラ
ツド層がひび割れする問題がある。しかしこの問
題は、第1クラツド層の該母材中における占積率
を25%以下とし、且つ純石英ガラスからなる第3
クラツド層を第2クラツド層上に配置することに
より防止することができる。また更に第3クラツ
ド層はクラツド層の線引き時における過流動をも
防止する作用がある。したがつて、本発明のマル
チプル光伝送体は、その優れた画質、耐放射線性
および可撓性を利用して、その先端部を上下左右
に屈曲させる部材を取り付けて原子力発電所や高
温炉などの内部を観察する手段として有用であ
る。 実施例 以下、図面にもとづき本発明を説明する。第1
図は参考例の、第3図は本発明実施例のそれぞれ
断面であり、第2図aは第1図の部分拡大断面
図、第2図bは第2図aにおける各部の屈折率分
布を示す図、第4図aは第3図の部分拡大断面
図、第4図bは第4図aにおける各部の屈折率分
布を示す図である。 第1図〜第4図において、1はマルチプル光伝
送体、2はマルチプル光伝送体1を構成する光フ
アイバである。多数本の光フアイバ2は、それぞ
れコア21とその上に設けられた第1クラツド層
22、および第2クラツド層とを有し、第3図の
実施例は第2クラツド層の上にさらに第3クラツ
ド層24を有する。参考例においては隣接する第
2クラツド層同士の融着により、一方実施例にお
いては隣接する第3クラツド層同士の融着により
それぞれ一体的に融着してマルチプル光伝送体を
形成している。3はマルチプル光伝送体1の最外
部に設けられたスキン層である。Dcはマルチプ
ル光伝送体1を構成する各光フアイバ2のコア2
1を径、Dfは同光フアイバ2の径、T1は同第1
クラツド層の厚さ、T2は同第2クラツド層の厚
さ、T3は同第3クラツド層の厚さをそれぞれ示
す。 本発明においては、上記の各光フアイバ2は、
該光フアイバ断面におけるコア21の占積率が少
なくとも20%であることが好ましい。コア占積率
が20%未満であると、コア21の光伝送量が乏し
くて明るい画像の伝送が困難であり、逆にコア占
積率が過大であると可撓性を犠牲にする場合以外
はクラツド層が薄くなり過ぎて伝送画像に滲み現
象が生じて鮮明な画像が得難い問題がある。した
がつてコア占積率は、70%以下、特に25〜60%と
することが特に好ましい。 コア21は純石英ガラスによつて構成されてお
り、純石英ガラスとしては純度99.99重量%以上、
特に純度99.9999重量%以上の合成品が好ましい。 本発明において、第1クラツド層22は、コア
21よりは勿論のこと、第2クラツド層23より
も低屈折率を有する。本発明のマルチプル光伝送
体1は、通常上記光フアイバ2と同じ構造および
断面占積率比を有する断面円形の光伝送体母材の
多数本、たとえば500〜500000本を天然石英ガラ
スまたは合成石英ガラス製、好ましくは合成石英
ガラス製のスキンパイプ(第1図および第3図の
スキン層3の形成材料)中に整列状態にて充填
し、ついでスキンパイプごと線引きして製造する
ことができるが、第1クラツド層22は上記の光
伝送体母材中(したがつて光フアイバ2中)にお
ける断面占積率が5〜25%であることを必須とす
る。断面占積率が5%未満であると、前記した同
層の効果が乏しく、25%より大であると前記した
ひび割れや過流動の問題のために同層22の屈折
率を充分に小さくすることが困難となる。したが
つて第1クラツド層22の断面占積率は5〜15%
とすることが好ましい。 第1クラツド層22の最小屈折率とコア21の
屈折率との屈折率差Δnは、少なくとも0.014とす
る。第1クラツド層22の最小屈折率と第2クラ
ツド層23との最小屈折率差Δnは、少なくとも
0.002、特に少なくとも0.004とするのが好まし
い。また第2クラツド層23の最小屈折率と第3
クラツド層24との最小屈折率差Δnは少なくと
も0.008、特に少なくとも0.010とするのが好まし
い。 第1クラツド層22および第2クラツド層23
は、弗素および/または硼素あるいはそれらの少
なくとも1種を主成分とするドーパントによりド
ーピングされた石英ガラスにて構成されることが
好ましい。特に好ましくはドーパントプリカーサ
としてBCl3、BF3あるいはそれらの混合物を用い
てドープした純石英ガラスである。 第3クラツド層24は、純石英ガラス、特に純
度99.99重量%以上の高純度のものが好ましい。 クラツド層22,23を構成するドープド石英
ガラスは、一般に純石英ガラスが軟化する高温度
においては低粘性を呈するため、マルチプル光伝
送体製造における線引き時の高温にそれらの層が
異常変形する場合がある。この場合、純石英ガラ
スからなる第3クラツド層24を設けておくと、
第1クラツド層および第2クラツド層は高粘性の
第3クラツド層にて囲繞されているので第3クラ
ツド層の変形以上に変形することがない。 本発明においては、第1クラツド層22の厚さ
T1、第2クラツド層23の厚さT2、第3クラツ
ド層24の厚さT3は、たとえばそれぞれ0.05〜
1.5μm、0.2〜2.5μm、および0.01〜1.0μm、特に
0.1〜1.0μm、0.5〜2.0μm、および0.08〜0.5μm程
度が好ましい。 本発明のマルチプル光伝送体は、たとえば、第
2クラツド層23用ドープド石英ガラスと、さら
にその上に第1クラツド層22用ドープド石英ガ
ラスを内付けした第3クラツド層用パイプとコア
21の構成用ロツドとを用いてロツド・イン・チ
ユーブ法により光伝送体母材を得、ついで該母材
の多数本をスキンパイプ中に整列充填しスキンパ
イプごと線引きすることにより製造することがで
きる。 下表に各種実施例1〜9、比較例1〜3のマル
チプル光伝送体の構造、性能を示す。なお、各実
施例、比較例のマルチプル光伝送体の画素数(融
着光フアイバの本数)はいずれも5000本である。 伝送画質については、つぎに述べる方法により
評価した。 各実施例および比較例のマルチプル光伝送体か
ら長さ5mのサンプルを採取し、各両端にそれぞ
れレンズを取りつけてイメージスコープ(対物レ
ンズ視野角:60度、接眼レンズ倍率:40倍)を作
成し、対物レンズから5m離れた位置にある30W
の螢光灯を直視した。一般にマルチプル光伝送体
中の各クラツド層の光閉じ込め効果が乏しい程、
螢光灯の発光部周辺に強い着色が存在するように
観察される。そこで、螢光灯の発光部周辺の着色
度に応じて下記の通りに等級付けした。 優:着色が観察されない。 良:極薄くはあるが、赤色または緑色の着色が観
察される。 可:かなり強い着色が観察される。
として好適な石英ガラス系のマルチプル光伝送体
に関する。 従来の技術 純石英ガラスのコアの上にドープド石英ガラス
のクラツド層を有する光伝送体母材の多数本の束
を線引きして製造した、従つて多数本が互いに融
着した構造を有しマルチプル光伝送体母材は、耐
放射線性などに優れている長所がある。その反面
各光伝送体は互いに融着しているために、線引き
により得られたマルチプル光伝送体は機械的特性
において一本の石英ガラスフアイバあるいはロツ
ドと変わるところがない。したがつて可撓性に優
れた上記構造のマルチプル光伝送体を得るには、
できるかぎりその仕上がり外径を小さくすること
が必要となる。 ところで純石英ガラスからなるコアを有する光
伝送体は、ドープド石英ガラスコアとドープド石
英ガラスクラツド層とを有する光伝送体と比較し
てコアークラツド層間の屈折率差を後記する理由
から大きくすることが不可能であるため、勢いク
ラツド層を厚くする必要がありクラツド層の厚み
のためにマルチプル光伝送体の小径化には限界が
ある。硼素や弗素のようなドーパントを多量に添
加することにより純石英ガラスの屈折率を低減す
ることができるが、得られたドープド石英ガラス
の熱膨張係数及びガラス溶融時における流動性も
同時に急上昇し、純石英ガラスとの熱膨張係数の
相違により両材料を互いに直接接触した状態で使
用することができなくなる(ドープド石英ガラス
にひび割れが生じる)し、過流動性によりクラツ
ド層に偏肉が生じる問題もある。 解決を要すべき問題点並びに解決手段 上記した理由から各コアが純石英ガラスからな
り、しかもてきる限り小径化および画質の鮮明化
の可能なマルチプル光伝送体の開発が重要課題と
なる。 本発明はこの重要課題を解決することを目的と
して、純石英ガラスからなるコアの上に順次、ド
ープド石英ガラスからなる第1クラツド層、ドー
プド石英ガラスからなる第2クラツド層、及び純
石英ガラスからなる第3クラツド層を有する石英
ガラス系光伝送体母材の多数本が互いに融着した
構造を有し、第1クラツド層は第2クラツド層よ
り低屈折率を有し、第2クラツド層は第3クラツ
ド層より低屈折率を有し、且つ第1クラツド層
は、コアの屈折率より少なくとも0.014小さく、
しかも石英ガラス系光伝送体母材中における占積
率が5〜25%であることを特徴とする石英ガラス
系マルチプル光伝送体を提供しようとするもので
ある。 作用並びに効果 第1クラツド層の石英ガラス系光伝送体母材中
における占積率が25%以下となる程の薄層である
と、たとえ第1クラツド層の構成材として多量の
屈折率低減用のドーパントを配合して得た高膨張
係数のドープド石英ガラスを用いても上記したひ
び割れや過流動の問題が生じない。しかも多量の
屈折率低減用のドーパントを配合して第1クラツ
ド層の屈折率を低くすることによりコアとの屈折
率差を大きくとることができて、かくして第1ク
ラツド層と第2クラツド層の合計厚さを従来品の
クラツド層より薄くしても鮮明な画像を伝送する
ことのできる光伝送体が得られる。なお、第1ク
ラツド層の屈折率を前記した通りに低くすると、
純石英コアとの熱膨張係数の差が過大となつて石
英ガラス系光伝送体母材の束を線引して本発明を
製造する際、あるいは線引き後において第1クラ
ツド層がひび割れする問題がある。しかしこの問
題は、第1クラツド層の該母材中における占積率
を25%以下とし、且つ純石英ガラスからなる第3
クラツド層を第2クラツド層上に配置することに
より防止することができる。また更に第3クラツ
ド層はクラツド層の線引き時における過流動をも
防止する作用がある。したがつて、本発明のマル
チプル光伝送体は、その優れた画質、耐放射線性
および可撓性を利用して、その先端部を上下左右
に屈曲させる部材を取り付けて原子力発電所や高
温炉などの内部を観察する手段として有用であ
る。 実施例 以下、図面にもとづき本発明を説明する。第1
図は参考例の、第3図は本発明実施例のそれぞれ
断面であり、第2図aは第1図の部分拡大断面
図、第2図bは第2図aにおける各部の屈折率分
布を示す図、第4図aは第3図の部分拡大断面
図、第4図bは第4図aにおける各部の屈折率分
布を示す図である。 第1図〜第4図において、1はマルチプル光伝
送体、2はマルチプル光伝送体1を構成する光フ
アイバである。多数本の光フアイバ2は、それぞ
れコア21とその上に設けられた第1クラツド層
22、および第2クラツド層とを有し、第3図の
実施例は第2クラツド層の上にさらに第3クラツ
ド層24を有する。参考例においては隣接する第
2クラツド層同士の融着により、一方実施例にお
いては隣接する第3クラツド層同士の融着により
それぞれ一体的に融着してマルチプル光伝送体を
形成している。3はマルチプル光伝送体1の最外
部に設けられたスキン層である。Dcはマルチプ
ル光伝送体1を構成する各光フアイバ2のコア2
1を径、Dfは同光フアイバ2の径、T1は同第1
クラツド層の厚さ、T2は同第2クラツド層の厚
さ、T3は同第3クラツド層の厚さをそれぞれ示
す。 本発明においては、上記の各光フアイバ2は、
該光フアイバ断面におけるコア21の占積率が少
なくとも20%であることが好ましい。コア占積率
が20%未満であると、コア21の光伝送量が乏し
くて明るい画像の伝送が困難であり、逆にコア占
積率が過大であると可撓性を犠牲にする場合以外
はクラツド層が薄くなり過ぎて伝送画像に滲み現
象が生じて鮮明な画像が得難い問題がある。した
がつてコア占積率は、70%以下、特に25〜60%と
することが特に好ましい。 コア21は純石英ガラスによつて構成されてお
り、純石英ガラスとしては純度99.99重量%以上、
特に純度99.9999重量%以上の合成品が好ましい。 本発明において、第1クラツド層22は、コア
21よりは勿論のこと、第2クラツド層23より
も低屈折率を有する。本発明のマルチプル光伝送
体1は、通常上記光フアイバ2と同じ構造および
断面占積率比を有する断面円形の光伝送体母材の
多数本、たとえば500〜500000本を天然石英ガラ
スまたは合成石英ガラス製、好ましくは合成石英
ガラス製のスキンパイプ(第1図および第3図の
スキン層3の形成材料)中に整列状態にて充填
し、ついでスキンパイプごと線引きして製造する
ことができるが、第1クラツド層22は上記の光
伝送体母材中(したがつて光フアイバ2中)にお
ける断面占積率が5〜25%であることを必須とす
る。断面占積率が5%未満であると、前記した同
層の効果が乏しく、25%より大であると前記した
ひび割れや過流動の問題のために同層22の屈折
率を充分に小さくすることが困難となる。したが
つて第1クラツド層22の断面占積率は5〜15%
とすることが好ましい。 第1クラツド層22の最小屈折率とコア21の
屈折率との屈折率差Δnは、少なくとも0.014とす
る。第1クラツド層22の最小屈折率と第2クラ
ツド層23との最小屈折率差Δnは、少なくとも
0.002、特に少なくとも0.004とするのが好まし
い。また第2クラツド層23の最小屈折率と第3
クラツド層24との最小屈折率差Δnは少なくと
も0.008、特に少なくとも0.010とするのが好まし
い。 第1クラツド層22および第2クラツド層23
は、弗素および/または硼素あるいはそれらの少
なくとも1種を主成分とするドーパントによりド
ーピングされた石英ガラスにて構成されることが
好ましい。特に好ましくはドーパントプリカーサ
としてBCl3、BF3あるいはそれらの混合物を用い
てドープした純石英ガラスである。 第3クラツド層24は、純石英ガラス、特に純
度99.99重量%以上の高純度のものが好ましい。 クラツド層22,23を構成するドープド石英
ガラスは、一般に純石英ガラスが軟化する高温度
においては低粘性を呈するため、マルチプル光伝
送体製造における線引き時の高温にそれらの層が
異常変形する場合がある。この場合、純石英ガラ
スからなる第3クラツド層24を設けておくと、
第1クラツド層および第2クラツド層は高粘性の
第3クラツド層にて囲繞されているので第3クラ
ツド層の変形以上に変形することがない。 本発明においては、第1クラツド層22の厚さ
T1、第2クラツド層23の厚さT2、第3クラツ
ド層24の厚さT3は、たとえばそれぞれ0.05〜
1.5μm、0.2〜2.5μm、および0.01〜1.0μm、特に
0.1〜1.0μm、0.5〜2.0μm、および0.08〜0.5μm程
度が好ましい。 本発明のマルチプル光伝送体は、たとえば、第
2クラツド層23用ドープド石英ガラスと、さら
にその上に第1クラツド層22用ドープド石英ガ
ラスを内付けした第3クラツド層用パイプとコア
21の構成用ロツドとを用いてロツド・イン・チ
ユーブ法により光伝送体母材を得、ついで該母材
の多数本をスキンパイプ中に整列充填しスキンパ
イプごと線引きすることにより製造することがで
きる。 下表に各種実施例1〜9、比較例1〜3のマル
チプル光伝送体の構造、性能を示す。なお、各実
施例、比較例のマルチプル光伝送体の画素数(融
着光フアイバの本数)はいずれも5000本である。 伝送画質については、つぎに述べる方法により
評価した。 各実施例および比較例のマルチプル光伝送体か
ら長さ5mのサンプルを採取し、各両端にそれぞ
れレンズを取りつけてイメージスコープ(対物レ
ンズ視野角:60度、接眼レンズ倍率:40倍)を作
成し、対物レンズから5m離れた位置にある30W
の螢光灯を直視した。一般にマルチプル光伝送体
中の各クラツド層の光閉じ込め効果が乏しい程、
螢光灯の発光部周辺に強い着色が存在するように
観察される。そこで、螢光灯の発光部周辺の着色
度に応じて下記の通りに等級付けした。 優:着色が観察されない。 良:極薄くはあるが、赤色または緑色の着色が観
察される。 可:かなり強い着色が観察される。
【表】
第1図は参考例の断面図であり、第3図は本発
明実施例の断面図であり、第2図aは第1図の部
分拡大断面図、第2図bは第2図aにおける各部
の屈折率分布を示す図、第4図aは第3図の部分
拡大断面図、第4図bは第4図aにおける各部の
屈折率分布を示す図である。 1:マルチプル光伝送体、2:マルチプル光伝
送体1を構成する光フアイバ、21:コア、2
2:第1クラツド層、23:第2クラツド層、2
4:第3クラツド層、3:スキン層。
明実施例の断面図であり、第2図aは第1図の部
分拡大断面図、第2図bは第2図aにおける各部
の屈折率分布を示す図、第4図aは第3図の部分
拡大断面図、第4図bは第4図aにおける各部の
屈折率分布を示す図である。 1:マルチプル光伝送体、2:マルチプル光伝
送体1を構成する光フアイバ、21:コア、2
2:第1クラツド層、23:第2クラツド層、2
4:第3クラツド層、3:スキン層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 純石英ガラスからなるコアの上に、順次、ド
ープド石英ガラスからなる第1クラツド層、ドー
プド石英ガラスからなる第2クラツド層及び純石
英ガラスからなる第3クラツド層を有する石英ガ
ラス系光伝送体母材の多数本が互いに融着した構
造を有し、第1クラツド層は第2クラツド層より
も低屈折率を有し、第2クラツド層は第3クラツ
ド層より低屈折率を有し、且つ第1クラツド層
は、コアの屈折率より少なくとも0.014小さく、
しかも石英ガラス系光伝送体母材中における占積
率が5〜25%であることを特徴とする石英ガラス
系マルチプル光伝送体。 2 コアの断面占積率が少なくとも20%である特
許請求の範囲第1項記載のマルチプル光伝送体。 3 第1クラツド層および第2クラツド層が弗素
および/または硼素あるいはそれらの少なくとも
1種を主成分とするドーパントによりドーピング
された石英ガラスからなるものである特許請求の
範囲第1項記載乃至第2項記載のいずれかに記載
のマルチプル光伝送体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080332A JPS63246703A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 石英ガラス系マルチプル光伝送体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62080332A JPS63246703A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 石英ガラス系マルチプル光伝送体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63246703A JPS63246703A (ja) | 1988-10-13 |
| JPH0476442B2 true JPH0476442B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=13715300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62080332A Granted JPS63246703A (ja) | 1987-04-01 | 1987-04-01 | 石英ガラス系マルチプル光伝送体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63246703A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2699117B2 (ja) * | 1989-12-05 | 1998-01-19 | 三菱電線工業株式会社 | 耐放射線性マルチプルファイバ |
| JPH0580222A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-04-02 | Fujikura Ltd | イメージフアイバ |
| JP5471776B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-04-16 | 住友電気工業株式会社 | マルチコア光ファイバ |
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-
1987
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Also Published As
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