JPH07111489B2 - 光分波器 - Google Patents
光分波器Info
- Publication number
- JPH07111489B2 JPH07111489B2 JP60155688A JP15568885A JPH07111489B2 JP H07111489 B2 JPH07111489 B2 JP H07111489B2 JP 60155688 A JP60155688 A JP 60155688A JP 15568885 A JP15568885 A JP 15568885A JP H07111489 B2 JPH07111489 B2 JP H07111489B2
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- optical
- optical fiber
- spherical lens
- light
- optical fibers
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 複数本の光ファイバを用いた光分波器において、 平行する複数本の光ファイバと、該光ファイバの直径と
ほぼ同じ直径の複数個の球形レンズと、該球形レンズを
通して出射する該複数本の光ファイバの出射光を集光す
る集光手段と、該集光手段を介して該複数本の光ファイ
バの出射光が入射する回折格子とを具え、該複数本の光
ファイバのそれぞれの先端面が対向する該球形レンズの
焦点内に位置する構成とし、 光分波器の高性能化を実現したものである。
ほぼ同じ直径の複数個の球形レンズと、該球形レンズを
通して出射する該複数本の光ファイバの出射光を集光す
る集光手段と、該集光手段を介して該複数本の光ファイ
バの出射光が入射する回折格子とを具え、該複数本の光
ファイバのそれぞれの先端面が対向する該球形レンズの
焦点内に位置する構成とし、 光分波器の高性能化を実現したものである。
本発明は高性能な光分波器の構成に関する。
光ファイバを伝送路とした光通信は、光ファイバ伝送特
性が向上し、半導体レーザの室温連続発振が実現すると
共に、各関連分野の技術発展に支えられて、同軸ケーブ
ルやミリ波導波管線路等を伝送媒体とした従来の優先お
よび無線通信の一部にとって替わるようになった。
性が向上し、半導体レーザの室温連続発振が実現すると
共に、各関連分野の技術発展に支えられて、同軸ケーブ
ルやミリ波導波管線路等を伝送媒体とした従来の優先お
よび無線通信の一部にとって替わるようになった。
前記光通信等に使用する光波器において、光ファイバか
ら出射し或る広がりを有する光信号が、コリメータレン
ズを介し平行光線となって回折格子に照射すると、波長
によって反射角度が僅かに異なるように構成された該回
折格子は、光信号を該光信号に含む波長別に分離し、該
コリメータレンズを介し予め配置された光ファイバに入
射させる。
ら出射し或る広がりを有する光信号が、コリメータレン
ズを介し平行光線となって回折格子に照射すると、波長
によって反射角度が僅かに異なるように構成された該回
折格子は、光信号を該光信号に含む波長別に分離し、該
コリメータレンズを介し予め配置された光ファイバに入
射させる。
前記光ファイバからの出射光は第６図に示す如く、即
ち、コア２にグラッド３を被覆した光ファイバ１を伝播
した光信号５は、光ファイバ１の先端面から角度βに広
がる出射光７となって出射する。
ち、コア２にグラッド３を被覆した光ファイバ１を伝播
した光信号５は、光ファイバ１の先端面から角度βに広
がる出射光７となって出射する。
第７図は従来の光分波器の模式図であり、複数本（図は
５本）の光ファイバ1-1〜1-5と、コリメータレンズ８
と、分波回折格子９とを含み光分波器を構成したとき、
光ファイバ1-1の出射光７はコリメータレンズ８で平行
光線となって、回折格子９に入射する。
５本）の光ファイバ1-1〜1-5と、コリメータレンズ８
と、分波回折格子９とを含み光分波器を構成したとき、
光ファイバ1-1の出射光７はコリメータレンズ８で平行
光線となって、回折格子９に入射する。
すると、回折格子９によって分波された各分波光10-1〜
10-4は、光ファイバ1-2〜1-5を伝播し出射するようにな
る。
10-4は、光ファイバ1-2〜1-5を伝播し出射するようにな
る。
かかる分波器の分波特性は、第８図に示す如く横軸を波
長λ，縦軸を光量T,光ファイバ1-2に入射する分波光10
-1の波長をλ-1,光ファイバ1-3に入射する分波光10-2の
波長をλ-2,光ファイバ1-4に入射する分波光10-3の波長
をλ-3,光ファイバ1-5に入射する分波光10-4の波長をλ
-4とすれば、光ファイバ1-2〜1-5に入射する分波光の光
量特性は、第７図に示す如く平坦の少ないピーク形状に
なる。
長λ，縦軸を光量T,光ファイバ1-2に入射する分波光10
-1の波長をλ-1,光ファイバ1-3に入射する分波光10-2の
波長をλ-2,光ファイバ1-4に入射する分波光10-3の波長
をλ-3,光ファイバ1-5に入射する分波光10-4の波長をλ
-4とすれば、光ファイバ1-2〜1-5に入射する分波光の光
量特性は、第７図に示す如く平坦の少ないピーク形状に
なる。
従って、光波長が少し変動したり、光ファイバ1-1〜1-5
の整列ピッチがずれたり、光ファイバ1-1〜1-5,コリメ
ータレンズ8,回折格子９の相対的な位置関係がずれ、光
ファイバ1-2〜1-5の中心から分波光10-1〜10-4が少し偏
っただけで、分波器の損失増加が大きく、バンド幅が狭
くなる欠点があった。
の整列ピッチがずれたり、光ファイバ1-1〜1-5,コリメ
ータレンズ8,回折格子９の相対的な位置関係がずれ、光
ファイバ1-2〜1-5の中心から分波光10-1〜10-4が少し偏
っただけで、分波器の損失増加が大きく、バンド幅が狭
くなる欠点があった。
第９図と第10図は、前記欠点に対処した従来技術の代表
例の説明図であり、複数本の光ファイバが整列する光分
波器が、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を大きくすることによって高性能化することに鑑み
た方法である。
例の説明図であり、複数本の光ファイバが整列する光分
波器が、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を大きくすることによって高性能化することに鑑み
た方法である。
第９図において、光ファイバ11は光ファイバ１（1-1〜1
-5）の先端近傍でグラッド３の外周部分（図中の斜線部
分）を除去し薄肉にしたものであり、複数本の光ファイ
バ11を整列させた光分波器は、グラッド３を薄肉にした
分だけ整列ピッチが短縮可能となり、その短縮によっ
て、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を大きくする、即ち光ファイバ１の径の値を小さく
し、高性能になる。
-5）の先端近傍でグラッド３の外周部分（図中の斜線部
分）を除去し薄肉にしたものであり、複数本の光ファイ
バ11を整列させた光分波器は、グラッド３を薄肉にした
分だけ整列ピッチが短縮可能となり、その短縮によっ
て、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を大きくする、即ち光ファイバ１の径の値を小さく
し、高性能になる。
第10図において、光伝播素子12は一端で光ファイバ1-1
〜1-5の各コア２対向し他端が光ファイバ1-1〜1-5の整
列ピッチより小さいピッチで整列する複数の導波路13-1
〜13-5が形成されてなる。
〜1-5の各コア２対向し他端が光ファイバ1-1〜1-5の整
列ピッチより小さいピッチで整列する複数の導波路13-1
〜13-5が形成されてなる。
このような光伝播素子12を使用した光分波器は、 （コア２の径）／（光ファイバ1-1〜1-5の径） の値を大きくする、即ち光ファイバ1-1〜1-5の径の値を
光学的に短縮し、高性能になる。
光学的に短縮し、高性能になる。
しかしながら、光分波器において前記欠点を除去する従
来技術には、第９図に示す如く光ファイバを部分的に加
工する煩わしさや、第10図に示すような光伝播素子を具
えことで大形化すると共に、組み立て，調整が難しくな
るという問題点があった。
来技術には、第９図に示す如く光ファイバを部分的に加
工する煩わしさや、第10図に示すような光伝播素子を具
えことで大形化すると共に、組み立て，調整が難しくな
るという問題点があった。
複数本の光ファイバを使用した光分波器において、光フ
ァイバを部分的に加工したり組み立て調整における煩わ
しさをなくす本発明の分波器は、実施例の模式図である
第１図にそれば、 平行する複数本の光ファイバ1-1〜1-5と、光ファイバ1
-1〜1-5の直径とほぼ同じ直径、かつ、該複数本の光フ
ァイバ1-1〜1-5のそれぞれの端面に対向する球形レンズ
４と、入射光を分波し反射する回折格子９と、所定の光
ファイバ1-1からの出射光を透過すると共にその出射光
が該回折格子９で反射した反射光を該所定の光ファイバ
1-1以外の光ファイバ1-2〜1-5に球形レンズ４を通して
入射させる光学手段８とを具え、該複数本の光ファイバ
1-1〜1-5のそれぞれの先端面が対向する該球形レンズ４
の焦点内に位置すること、を特徴とする。
ァイバを部分的に加工したり組み立て調整における煩わ
しさをなくす本発明の分波器は、実施例の模式図である
第１図にそれば、 平行する複数本の光ファイバ1-1〜1-5と、光ファイバ1
-1〜1-5の直径とほぼ同じ直径、かつ、該複数本の光フ
ァイバ1-1〜1-5のそれぞれの端面に対向する球形レンズ
４と、入射光を分波し反射する回折格子９と、所定の光
ファイバ1-1からの出射光を透過すると共にその出射光
が該回折格子９で反射した反射光を該所定の光ファイバ
1-1以外の光ファイバ1-2〜1-5に球形レンズ４を通して
入射させる光学手段８とを具え、該複数本の光ファイバ
1-1〜1-5のそれぞれの先端面が対向する該球形レンズ４
の焦点内に位置すること、を特徴とする。
上記手段によれば、所定の光ファイバからの出射光は球
形レンズを透過して出射し、該球形レンズを透過するこ
とによって出射光の広がり角度を狭くなる。そして、光
学手段により分波されたのち回折格子にて反射した該出
射光の反射光は、球形レンズにより光学的に絞られて他
の光ファイバに入射する。
形レンズを透過して出射し、該球形レンズを透過するこ
とによって出射光の広がり角度を狭くなる。そして、光
学手段により分波されたのち回折格子にて反射した該出
射光の反射光は、球形レンズにより光学的に絞られて他
の光ファイバに入射する。
そのため、光ファイバのコア径は見掛け上で大きくな
り、光分波器を高性能にする。
り、光分波器を高性能にする。
以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明による光分波器の模式図、第２図は第１
図に示す光分波器の分波特性、第３図は球面レンズの説
明図（その１）、第４図は球形レンズの説明図（その
２）、第５図は球形レンズの説明図（その３）である。
図に示す光分波器の分波特性、第３図は球面レンズの説
明図（その１）、第４図は球形レンズの説明図（その
２）、第５図は球形レンズの説明図（その３）である。
第７図と共通部分に統一符号を使用した第１図におい
て、14はシリコンの単結晶板にその異方エッチング性を
利用し複数本のＶ字形断面溝を並列形成した基板であ
る。
て、14はシリコンの単結晶板にその異方エッチング性を
利用し複数本のＶ字形断面溝を並列形成した基板であ
る。
該Ｖ溝のそれぞれに搭載し平行かつ隣接する光ファイバ
1-1〜1-5の先端面は、横一列（図の上下方向）に整列す
る球形レンズ４に接する。
1-1〜1-5の先端面は、横一列（図の上下方向）に整列す
る球形レンズ４に接する。
球形レンズ４の先方に配設したコリメータレンズ（光学
手段）８は、その焦点距離が球形レンズ４の焦点位置に
一致し、コリメータレンズ８の先方に分波回折格子９が
配設されている。
手段）８は、その焦点距離が球形レンズ４の焦点位置に
一致し、コリメータレンズ８の先方に分波回折格子９が
配設されている。
かかる光分波器において、光ファイバ1-1より出射し球
形レンズ４とコリメータレンズ８を透過し平行光線とな
った出射光（光信号）６は、回折格子９に入射する。す
ると回折格子９は、出射光６を波長別の分波光10-1〜10
-4に分波して反射し、コリメータレンズ８を透過した各
分波光10-1〜10-4は、球形レンズ４を透過してそれぞれ
の光ファイバ1-2〜1-5に入射する。
形レンズ４とコリメータレンズ８を透過し平行光線とな
った出射光（光信号）６は、回折格子９に入射する。す
ると回折格子９は、出射光６を波長別の分波光10-1〜10
-4に分波して反射し、コリメータレンズ８を透過した各
分波光10-1〜10-4は、球形レンズ４を透過してそれぞれ
の光ファイバ1-2〜1-5に入射する。
このような光ファイバ1-2〜1-5から波長別の光信号を出
射する分波器の分波特性は、横軸を波長λ，縦軸を光量
Ｔとした第２図において、光ファイバ1-2に入射する分
波光10-1の波長をλ-1,光ファイバ1-3に入射する分波光
10-2の波長をλ-2,光ファイバ1-4に入射する分波光10-3
の波長をλ-3,光ファイバ1-5に入射する分波光10-4の波
長をλ-4とすれば、球形レンズ４のレンズ効果、即ち、
球形レンズ４によって光ファイバ1-2〜1-5のコア径を見
掛け上大きくした効果によって、ピーク先端の平坦領域
が拡大し、許容バンド幅ができる。
射する分波器の分波特性は、横軸を波長λ，縦軸を光量
Ｔとした第２図において、光ファイバ1-2に入射する分
波光10-1の波長をλ-1,光ファイバ1-3に入射する分波光
10-2の波長をλ-2,光ファイバ1-4に入射する分波光10-3
の波長をλ-3,光ファイバ1-5に入射する分波光10-4の波
長をλ-4とすれば、球形レンズ４のレンズ効果、即ち、
球形レンズ４によって光ファイバ1-2〜1-5のコア径を見
掛け上大きくした効果によって、ピーク先端の平坦領域
が拡大し、許容バンド幅ができる。
従って、光波長が少し変動したり、光ファイバ1-1〜1-5
の整列ピッチが多少ずれたり、光ファイバ1-1〜1-5,コ
リメータレンズ8,回折格子９の相対的な位置関係が多少
ずれ、光ファイバ1-2〜1-5の中心から分波光10-1〜10-4
が少し偏っていても、許容バンド幅あるため分波器の特
性は変化しないようになる。
の整列ピッチが多少ずれたり、光ファイバ1-1〜1-5,コ
リメータレンズ8,回折格子９の相対的な位置関係が多少
ずれ、光ファイバ1-2〜1-5の中心から分波光10-1〜10-4
が少し偏っていても、許容バンド幅あるため分波器の特
性は変化しないようになる。
次いで、第３図〜第５図を使用し球レンズ４の作用につ
いてさらに詳細に説明する。
いてさらに詳細に説明する。
第３図において、コア２にグラッド３を被覆した光ファ
イバ１の直径をDmmとし、光学材料例えば光学ガラスに
てなる球形レンズ４の直径もDmmであるとき、光ファイ
バ１の中心軸の延長上に球形レンズ４の中心が位置し、
かつ、光ファイバ１の先端面が球形レンズ４の焦点Ｐよ
り球形レンズ４に近くなるようにする。
イバ１の直径をDmmとし、光学材料例えば光学ガラスに
てなる球形レンズ４の直径もDmmであるとき、光ファイ
バ１の中心軸の延長上に球形レンズ４の中心が位置し、
かつ、光ファイバ１の先端面が球形レンズ４の焦点Ｐよ
り球形レンズ４に近くなるようにする。
すると、球形レンズ４を通過するコア２の出射光６は球
形レンズ４により集光され、球形レンズ４なしの広がり
角度βより小さい広がり角度αとなって出射する。
形レンズ４により集光され、球形レンズ４なしの広がり
角度βより小さい広がり角度αとなって出射する。
このことは球形レンズ４がコア２を太くしたのと同じ効
果、即ち、出射光６をその出射方向と反対側に延長しそ
の延長線が光ファイバ１の先端面に接する円の直径をｄ
としたとき、球形レンズ４を透過した出射光６は、見掛
け上、コア２の直径より大きい直径ｄの円から出射した
のと同じになる。
果、即ち、出射光６をその出射方向と反対側に延長しそ
の延長線が光ファイバ１の先端面に接する円の直径をｄ
としたとき、球形レンズ４を透過した出射光６は、見掛
け上、コア２の直径より大きい直径ｄの円から出射した
のと同じになる。
従って、球形レンズ４を光ファイバ１の先方に配置する
ことで、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を、ファイバ径Ｄをかえることなく大きくしたのと
同じ結果となり、このことは複数本の光ファイバが隣接
するように整列する本発明の前記分波器において、分波
特性のピーク先端の平坦領域が広がるようになる。
ことで、 （コア２の径）／（光ファイバ１の径） の値を、ファイバ径Ｄをかえることなく大きくしたのと
同じ結果となり、このことは複数本の光ファイバが隣接
するように整列する本発明の前記分波器において、分波
特性のピーク先端の平坦領域が広がるようになる。
第４図は、第３図に示す如く光ファイバ１と球形レンズ
４とを離して配設したとき、その間隔のばらつきによっ
て生じる出射光広がり角度αのばらつきをなくしたもの
である。
４とを離して配設したとき、その間隔のばらつきによっ
て生じる出射光広がり角度αのばらつきをなくしたもの
である。
第３図と共通部分に同一符号を使用した第４図におい
て、シリコンの単結晶板にその異方エッチング性を利用
しＶ字形断面溝を形成した基板14の該Ｖ溝に、直径が同
じ光ファイバ１と球形レンズ４とを、光ファイバ１端面
に球形レンズ４が接するように搭載する。
て、シリコンの単結晶板にその異方エッチング性を利用
しＶ字形断面溝を形成した基板14の該Ｖ溝に、直径が同
じ光ファイバ１と球形レンズ４とを、光ファイバ１端面
に球形レンズ４が接するように搭載する。
かかる光ファイバ１と球形レンズ４は、例えば球形レン
ズ４を基板14のＶ溝の所定位置に接着し、光ファイバ１
はその端面が球形レンズ４と接するように同一Ｖ溝に押
圧し固定する。その結果、光ファイバ１と球形レンズ４
との位置関係は一定となり、光ファイバ１の出射光６の
広がり角度αが一定となる。
ズ４を基板14のＶ溝の所定位置に接着し、光ファイバ１
はその端面が球形レンズ４と接するように同一Ｖ溝に押
圧し固定する。その結果、光ファイバ１と球形レンズ４
との位置関係は一定となり、光ファイバ１の出射光６の
広がり角度αが一定となる。
第３図と共通部分に同一符号を使用した第５図におい
て、同軸かつ先端面に球形レンズ４が接するように光フ
ァイバ１を配設し、球形レンズ４の先方に配設したコリ
メータレンズ８は、その焦点が球形レンズ４の後方の光
ファイバ端の虚像位置と一致するようにしてある。
て、同軸かつ先端面に球形レンズ４が接するように光フ
ァイバ１を配設し、球形レンズ４の先方に配設したコリ
メータレンズ８は、その焦点が球形レンズ４の後方の光
ファイバ端の虚像位置と一致するようにしてある。
従って、球形レンズ４を透過した光ファイバ１の出射光
６は、コリメータレンズ８を透過し平行光線となり、か
かる平行光線が光分波回折格子に照射するようにし、光
分波器が構成される。
６は、コリメータレンズ８を透過し平行光線となり、か
かる平行光線が光分波回折格子に照射するようにし、光
分波器が構成される。
以上説明したように本発明によれば、光ファイバからの
出射光の広がりを球形レンズによって抑制し、高性能の
光分波器を提供できるようにした実用上の効果が顕著で
ある。
出射光の広がりを球形レンズによって抑制し、高性能の
光分波器を提供できるようにした実用上の効果が顕著で
ある。
第１図は本発明による光分波器の模式図 第２図は第１図に示す光分波器の分波特性 第３図は球形レンズの説明図（その１） 第４図は球形レンズの説明図（その２） 第５図は球形レンズの説明図（その３） 第６図は光ファイバからの出射光の説明図 第７図は従来の光分波器の模式図 第８図は第７図に示す光分波器の分波特性 第９図は光分波器の分波特性を改善する従来技術（その
１） 第10図は光分波器の分波特性を改善する従来技術（その
２） 図中において、 1,1-1〜1-5は光ファイバ ４は球形レンズ ８はコリメータレンズ（光学手段） ９は分波回折格子 14はシリコンの単結晶板（基板） Ｐは球形レンズの焦点 を示す。
１） 第10図は光分波器の分波特性を改善する従来技術（その
２） 図中において、 1,1-1〜1-5は光ファイバ ４は球形レンズ ８はコリメータレンズ（光学手段） ９は分波回折格子 14はシリコンの単結晶板（基板） Ｐは球形レンズの焦点 を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】平行する複数本の光ファイバ（1-1〜1-5）
と、該光ファイバ（1,1-1〜1-5）の直径とほぼ同じ直径
かつ該複数本の光ファイバ（1-1〜1-5）のそれぞれの端
面に対向する複数個の球形レンズ（４）と、入射光を分
波し反射する回折格子（９）と、所定の光ファイバ（1
-1）からの出射光を透過すると共にその出射光が該回折
格子（９）で反射した反射光を該所定の光ファイバ（1
-1）以外の光ファイバ（1-2〜1-5）に球形レンズ（４）
を通して入射させる光学手段（８）とを具え、該複数本
の光ファイバ（1-1〜1-5）のそれぞれの先端面が対向す
る該球形レンズ（４）の焦点内に位置すること、を特徴
とする光分波器。 - 【請求項２】前記複数本の光ファイバ（1-1〜1-5）が同
一平面内で隣接していること、を特徴とする前記特許請
求の範囲第１項記載の光分波器。 - 【請求項３】前記光学手段（８）の焦点位置が前記球形
レンズ（４）によって作られる前記複数本の光ファイバ
（1-1〜1-5）の端面の虚像位置に一致すること、を特徴
とする前記特許請求の範囲第１項記載の光分波器。 - 【請求項４】前記光学手段（８）が凸レンズであるこ
と、を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の光分
波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155688A JPH07111489B2 (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 光分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60155688A JPH07111489B2 (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 光分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215508A JPS6215508A (ja) | 1987-01-23 |
| JPH07111489B2 true JPH07111489B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=15611376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60155688A Expired - Fee Related JPH07111489B2 (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 光分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111489B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194210A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-11 | Hamai Denkyu Kogyo Kk | 光フアイバ−用接触型ボ−ルレンズランプ |
| EP0905212B1 (en) * | 1997-02-07 | 2003-05-07 | Nkk Corporation | Method for repairing and/or reinforcing a bulkhead for a bulkhead type heat exchanger |
| JP4696521B2 (ja) * | 2004-10-06 | 2011-06-08 | 日立電線株式会社 | デマルチプレクサ、光導波路、及び波長多重光伝送モジュール |
| JP5388353B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-01-15 | 株式会社栄光 | 太陽光集光装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057564B2 (ja) * | 1978-11-22 | 1985-12-16 | 富士通株式会社 | シングルモ−ド光フアイバ整合器 |
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-
1985
- 1985-07-15 JP JP60155688A patent/JPH07111489B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6215508A (ja) | 1987-01-23 |
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