JPH0766095B2 - 光半導体モジユ−ル - Google Patents
光半導体モジユ−ルInfo
- Publication number
- JPH0766095B2 JPH0766095B2 JP60192764A JP19276485A JPH0766095B2 JP H0766095 B2 JPH0766095 B2 JP H0766095B2 JP 60192764 A JP60192764 A JP 60192764A JP 19276485 A JP19276485 A JP 19276485A JP H0766095 B2 JPH0766095 B2 JP H0766095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical
- light
- incident
- optical isolator
- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体レーザと光フアイバとを結合せしめる光学系を第
1,第2,第３の各レンズ及び光アイソレータで構成する光
モジュールの構成を小形化するため、半導体レーザから
の出射光を略平行光に変換する如き第１レンズに接近し
て、第１レンズよりの入射光を出射面でわずかに集光す
る如き第２レンズが配置され、かかる第２レンズと、入
射光を出射面近くで集光する如き第３レンズとの間に、
光アイソレータが配置され、第2,第３レンズの間隔は、
光アイソレータ長より大で、かつ第２レンズより光アイ
ソレータを介して第３レンズに入射する光が出射面で集
光され、出射面に近接して配置される光フアイバの端面
に入射するように決める。
1,第2,第３の各レンズ及び光アイソレータで構成する光
モジュールの構成を小形化するため、半導体レーザから
の出射光を略平行光に変換する如き第１レンズに接近し
て、第１レンズよりの入射光を出射面でわずかに集光す
る如き第２レンズが配置され、かかる第２レンズと、入
射光を出射面近くで集光する如き第３レンズとの間に、
光アイソレータが配置され、第2,第３レンズの間隔は、
光アイソレータ長より大で、かつ第２レンズより光アイ
ソレータを介して第３レンズに入射する光が出射面で集
光され、出射面に近接して配置される光フアイバの端面
に入射するように決める。
本発明は、光アイソレータを内蔵した光半導体モジュー
ルに係り、特に光アイソレータを含む光学系の配置変え
を行ない、小形化を図った光半導体モジュールに関す
る。
ルに係り、特に光アイソレータを含む光学系の配置変え
を行ない、小形化を図った光半導体モジュールに関す
る。
近年、光フアイバは光通信装置，光学測定器等に多く活
用され、光フアイバを接続する光コネクタ等の光部品の
開発が盛んに行なわれているが、他方光フアイバと光半
導体素子とを結合した光半導体モジュールの開発も盛ん
である。
用され、光フアイバを接続する光コネクタ等の光部品の
開発が盛んに行なわれているが、他方光フアイバと光半
導体素子とを結合した光半導体モジュールの開発も盛ん
である。
ところで光アイソレータを内蔵した光半導体モジュール
は、半導体レーザに近接して配置され、かつ半導体レー
ザよりの出射光を略平行光に変換する如き第１レンズ
と、第１レンズよりの入射光をわずかに集光する如き第
２レンズとの間に光アイソレータを配置した構成の光半
導体モジュールは大形となるので、小形の光半導体モジ
ュールの開発が強く要望されている。
は、半導体レーザに近接して配置され、かつ半導体レー
ザよりの出射光を略平行光に変換する如き第１レンズ
と、第１レンズよりの入射光をわずかに集光する如き第
２レンズとの間に光アイソレータを配置した構成の光半
導体モジュールは大形となるので、小形の光半導体モジ
ュールの開発が強く要望されている。
第２図は、従来の光半導体モジュールを説明する側断面
図である。
図である。
図において、金属例えばステンレス鋼等からなり、半導
体レーザ１を収納する位置に第１レンズの嵌入孔81を設
けたフランジ状の筐体８に、半導体レーザ１を収納固着
し、第１レンズの嵌入孔81に第１レンズ２を嵌入固着す
る。
体レーザ１を収納する位置に第１レンズの嵌入孔81を設
けたフランジ状の筐体８に、半導体レーザ１を収納固着
し、第１レンズの嵌入孔81に第１レンズ２を嵌入固着す
る。
この場合第１レンズは半導体レーザからの出射光を略平
行光に変換するものである。そして金属例えばステンレ
ス鋼等からなり、光アイソレータの挿入孔91を穿設した
筐体９内に、磁石７内に収容されたYIG（イットリュウ
ム・アイアン・ガーネット）32の両側に設けた偏向プリ
ズム31,33からなる光アイソレータ３を収納する。
行光に変換するものである。そして金属例えばステンレ
ス鋼等からなり、光アイソレータの挿入孔91を穿設した
筐体９内に、磁石７内に収容されたYIG（イットリュウ
ム・アイアン・ガーネット）32の両側に設けた偏向プリ
ズム31,33からなる光アイソレータ３を収納する。
さらに金属例えばステンレス鋼等からなり、一端に第２
レンズの嵌入孔101を設けたフランジ状の筐体10の、第
２レンズの嵌入孔101に焦点距離の比較的長い第２のレ
ンズ４を嵌着する。
レンズの嵌入孔101を設けたフランジ状の筐体10の、第
２レンズの嵌入孔101に焦点距離の比較的長い第２のレ
ンズ４を嵌着する。
この場合第２レンズは光アイソレータを介する第１レン
ズより入射光を出射面でわずかに集光するもので、図示
の如き集束型ロッドレンズとなっている。そして金属例
えばステンレス鋼等からなり、一端に第３レンズの嵌入
孔111と他端に光フアイバの貫通孔112を形成し、この光
フアイバの貫通孔112に光フアイバ６を挿入し、第３レ
ンズの嵌入孔111に第３レンズ５を嵌着したフェルール1
1を筐体10の他端部に嵌入する。
ズより入射光を出射面でわずかに集光するもので、図示
の如き集束型ロッドレンズとなっている。そして金属例
えばステンレス鋼等からなり、一端に第３レンズの嵌入
孔111と他端に光フアイバの貫通孔112を形成し、この光
フアイバの貫通孔112に光フアイバ６を挿入し、第３レ
ンズの嵌入孔111に第３レンズ５を嵌着したフェルール1
1を筐体10の他端部に嵌入する。
この場合第３レンズは図示の如く集束型ロッドレンズで
あり、入射面に入射した光を出射面近くで集光する作用
を有す。そして光アイソレータ３を収納した筐体９の開
口部側に筐体10を当接し、この筐体９の他の端部に筐体
８の第１レンズ２を嵌着した側を当接し、この状態で、
光軸合わせを行なって一体的にレーザ溶接等で接着す
る。
あり、入射面に入射した光を出射面近くで集光する作用
を有す。そして光アイソレータ３を収納した筐体９の開
口部側に筐体10を当接し、この筐体９の他の端部に筐体
８の第１レンズ２を嵌着した側を当接し、この状態で、
光軸合わせを行なって一体的にレーザ溶接等で接着す
る。
このように構成された光半導体モジュールにおいて、半
導体レーザ１から出射した順方向光12（実線で示す）は
第１レンズ２と光アイソレータ３を通過したのち、第２
レンズ４及び第３レンズ５で集束され、光フアイバ６に
入射する。
導体レーザ１から出射した順方向光12（実線で示す）は
第１レンズ２と光アイソレータ３を通過したのち、第２
レンズ４及び第３レンズ５で集束され、光フアイバ６に
入射する。
ところが、レーザ半導体チップ１から出射された順方向
光12（実線で示す）は全部入射されるのではなく、一部
逆方向の光13（点線で示す）となって第３レンズ５と第
２レンズ４及び光アイソレータ３を通り、その偏向プリ
ズム31で分散される。
光12（実線で示す）は全部入射されるのではなく、一部
逆方向の光13（点線で示す）となって第３レンズ５と第
２レンズ４及び光アイソレータ３を通り、その偏向プリ
ズム31で分散される。
そしてかかる構造では、図示の如く第１レンズと第２レ
ンズとの間に光アイソレータを配置しているが、それは
第１レンズは半導体レーザよりの出射光を略平行光に変
換する機能であるので、この第１レンズと第２レンズと
の間隔は光結合効率にあまり影響を及ぼすことのない比
較的自由な間隔であるため、かかる第１レンズと第２レ
ンズとの間に光アイソレータを配置しているのである。
ンズとの間に光アイソレータを配置しているが、それは
第１レンズは半導体レーザよりの出射光を略平行光に変
換する機能であるので、この第１レンズと第２レンズと
の間隔は光結合効率にあまり影響を及ぼすことのない比
較的自由な間隔であるため、かかる第１レンズと第２レ
ンズとの間に光アイソレータを配置しているのである。
しかしながら光アイソレータ３を第１レンズ２と第２レ
ンズ４の間に配置するかかる構造では、第１レンズ２と
第２レンズ４との間にａなる間隔が必要であり、第２レ
ンズ４と第３レンズ５との間隔もｂが必要である。
ンズ４の間に配置するかかる構造では、第１レンズ２と
第２レンズ４との間にａなる間隔が必要であり、第２レ
ンズ４と第３レンズ５との間隔もｂが必要である。
それは第２レンズは比較的焦点距離が長く、入射面に入
射した光を出射面で僅かに集光する機能を有しているか
らである。それは第２レンズの焦点距離が短いと第３レ
ンズの光軸に第２レンズの光軸を一致させる場合、第２
レンズのわずかの角度ずれによって光軸が大きく変化す
るので調整が困難であるのに対し、焦点距離が長いと第
２レンズの角度ずれに対する光軸間の変化が小となるの
で光軸一致の調整が容易となり、第３レンズの出射光を
効率良く光フアイバに入射させることが出来るからであ
る。
射した光を出射面で僅かに集光する機能を有しているか
らである。それは第２レンズの焦点距離が短いと第３レ
ンズの光軸に第２レンズの光軸を一致させる場合、第２
レンズのわずかの角度ずれによって光軸が大きく変化す
るので調整が困難であるのに対し、焦点距離が長いと第
２レンズの角度ずれに対する光軸間の変化が小となるの
で光軸一致の調整が容易となり、第３レンズの出射光を
効率良く光フアイバに入射させることが出来るからであ
る。
上記従来の光半導体モジュールにあっては、光アイソレ
ータ３を第１レンズ２と第２レンズ４の間に配置してい
るため、無駄な空間を要し大形になるので、装置の小形
化を妨げるという問題点があった。
ータ３を第１レンズ２と第２レンズ４の間に配置してい
るため、無駄な空間を要し大形になるので、装置の小形
化を妨げるという問題点があった。
上記問題点は本発明により、半導体レーザ（１）と光フ
アイバ（６）とを結合せしめる光学系を構成するため、
半導体レーザからの出射光を略平行光に変換する如き第
１レンズに接近して、第１レンズよりの入射光を出射面
でわずかに集光する如き第２レンズが配置され、かかる
第２レンズと、入射光を出射面近くで集光する如き第３
レンズとの間に、光アイソレータが配置され、第2,第３
レンズの間隔は、光アイソレータ長より大で、かつ第２
レンズより光アイソレータを介して第３レンズに入射す
る光が出射面で集光され、出射面に近接して配置される
光フアイバの端面に入射するように決められることを特
徴とする光半導体モジュールによって解決される。
アイバ（６）とを結合せしめる光学系を構成するため、
半導体レーザからの出射光を略平行光に変換する如き第
１レンズに接近して、第１レンズよりの入射光を出射面
でわずかに集光する如き第２レンズが配置され、かかる
第２レンズと、入射光を出射面近くで集光する如き第３
レンズとの間に、光アイソレータが配置され、第2,第３
レンズの間隔は、光アイソレータ長より大で、かつ第２
レンズより光アイソレータを介して第３レンズに入射す
る光が出射面で集光され、出射面に近接して配置される
光フアイバの端面に入射するように決められることを特
徴とする光半導体モジュールによって解決される。
即ち本発明では、第１レンズは半導体レーザからの出射
光を略平行光に変換するものであるため、第１レンズと
第２レンズとの間隔は光結合効率に大きな影響を与える
ものではないことと、第２レンズはその光軸を第３レン
ズの光軸に一致させるための調整を容易にするため焦点
距離は比較的大きい必要があるため、第２レンズと第３
レンズとの間は所定の間隔が必要であるということに注
目した。そして第３レンズは第２レンズからの入射光を
出射面で略集束して光フアイバに効率的に入射せしめる
ためには、第２レンズの軸の調整は極めて重要なことで
ある。
光を略平行光に変換するものであるため、第１レンズと
第２レンズとの間隔は光結合効率に大きな影響を与える
ものではないことと、第２レンズはその光軸を第３レン
ズの光軸に一致させるための調整を容易にするため焦点
距離は比較的大きい必要があるため、第２レンズと第３
レンズとの間は所定の間隔が必要であるということに注
目した。そして第３レンズは第２レンズからの入射光を
出射面で略集束して光フアイバに効率的に入射せしめる
ためには、第２レンズの軸の調整は極めて重要なことで
ある。
かかる点を追求した結果、本発明では第１レンズに対し
第２レンズを接近して配置することによって、第２図の
従来構造における第１レンズと第２レンズとの間隔
（ａ）を短くし（ｃ）とした。
第２レンズを接近して配置することによって、第２図の
従来構造における第１レンズと第２レンズとの間隔
（ａ）を短くし（ｃ）とした。
また上述の如く第２レンズと第３レンズとの間には適当
な間隔が必要であることから、この間に光路自体には影
響を与えることのない光アイソレータを配置している。
即ち第２レンズと第３レンズとの間の必要とする間隔内
に光アイソレータを挿入したことになる。
な間隔が必要であることから、この間に光路自体には影
響を与えることのない光アイソレータを配置している。
即ち第２レンズと第３レンズとの間の必要とする間隔内
に光アイソレータを挿入したことになる。
即ち第１レンズからの入射光を出射面でわずかに集光す
る如き焦点距離の比較的大きい第２レンズは、第３レン
ズに光を効果的に入射させるための調整が容易である位
置に配置され、しかもその間隔内に光アイソレータを配
置し、また第２レンズを第１レンズに近接配置すること
で、半導体レーザから光フアイバまでの光路における第
1,第２レンズ、光アイソレータ及び第３レンズが極めて
効果的に配置されることになる。
る如き焦点距離の比較的大きい第２レンズは、第３レン
ズに光を効果的に入射させるための調整が容易である位
置に配置され、しかもその間隔内に光アイソレータを配
置し、また第２レンズを第１レンズに近接配置すること
で、半導体レーザから光フアイバまでの光路における第
1,第２レンズ、光アイソレータ及び第３レンズが極めて
効果的に配置されることになる。
第１図は、本発明の一実施例を説明する側断面図で、第
２図と同等の部分については同一符号を付している。
２図と同等の部分については同一符号を付している。
図において、金属例えばステンレス鋼等からなり、半導
体レーザ１を収納する位置に第１レンズの嵌入孔81を設
けたフランジ状の筐体８に、半導体レーザ１を収納固着
し、第１レンズの嵌入孔81に第１レンズ２を嵌入固着す
る。
体レーザ１を収納する位置に第１レンズの嵌入孔81を設
けたフランジ状の筐体８に、半導体レーザ１を収納固着
し、第１レンズの嵌入孔81に第１レンズ２を嵌入固着す
る。
そして金属例えばステンレス鋼等からなり、フランジ状
の第２レンズの保持部材15の、第２レンズの嵌入孔151
に第１レンズよりの入射光を出射面でわずかに集光する
如き焦点距離の比較的大である第２レンズ４を嵌着す
る。
の第２レンズの保持部材15の、第２レンズの嵌入孔151
に第１レンズよりの入射光を出射面でわずかに集光する
如き焦点距離の比較的大である第２レンズ４を嵌着す
る。
そして金属例えばステンレス鋼等からなり、光アイソレ
ータの挿入孔91を穿設した筐体９内に、磁石７内に収容
されたYIG（イットリュウム・アイアン・ガーネット）3
2の両側に設けた偏向プリズム31,32からなる光アイソレ
ータ３を収納する。
ータの挿入孔91を穿設した筐体９内に、磁石７内に収容
されたYIG（イットリュウム・アイアン・ガーネット）3
2の両側に設けた偏向プリズム31,32からなる光アイソレ
ータ３を収納する。
金属例えばステンレス鋼等からなり、一端に第３レンズ
の嵌入孔111と他端に光フアイバの貫通孔112が形成さ
れ、光フアイバの貫通孔112に光フアイバ６が挿入さ
れ、第３レンズの嵌入孔111に第２レンズよりの入射光
を出射面近くで集光する如き第３レンズ５が嵌着された
フェルール11は、同様に金属製の筐体10に嵌着され、そ
の筐体10には、光アイソレータ３を収納した筐体９の開
口部側を当接し、この筐体９の他の端部に第２レンズの
保持部材15を介して、筐体８の第１レンズ２を嵌着した
側を当接する。そしてこの状態で、光軸合わせを行なっ
て一体的にレーザ溶接等で接着する。
の嵌入孔111と他端に光フアイバの貫通孔112が形成さ
れ、光フアイバの貫通孔112に光フアイバ６が挿入さ
れ、第３レンズの嵌入孔111に第２レンズよりの入射光
を出射面近くで集光する如き第３レンズ５が嵌着された
フェルール11は、同様に金属製の筐体10に嵌着され、そ
の筐体10には、光アイソレータ３を収納した筐体９の開
口部側を当接し、この筐体９の他の端部に第２レンズの
保持部材15を介して、筐体８の第１レンズ２を嵌着した
側を当接する。そしてこの状態で、光軸合わせを行なっ
て一体的にレーザ溶接等で接着する。
このように構成された光半導体モジュールにおいて、半
導体レーザ１から出射した順方向光12（実線で示す）は
第１レンズ２と第２レンズ４及び光アイソレータ３を通
過したのち、第３レンズ５で集束されて、光フアイバ６
に入射する。
導体レーザ１から出射した順方向光12（実線で示す）は
第１レンズ２と第２レンズ４及び光アイソレータ３を通
過したのち、第３レンズ５で集束されて、光フアイバ６
に入射する。
ところで、半導体レーザ１から出射された順方向光12
（実線で示す）は全部が入射されることはなく、一部が
逆方向光13（点線を示す）となって第３レンズ５及び光
アイソレータ３を通り、偏向プリズム31で分散される。
（実線で示す）は全部が入射されることはなく、一部が
逆方向光13（点線を示す）となって第３レンズ５及び光
アイソレータ３を通り、偏向プリズム31で分散される。
しかしながら従来の構造と異なって、第２レンズと第３
レンズ間の必要な間隔内に光アイソレータを配置するこ
とで、この間隔が有効に使用され、第1,第２レンズ間隔
は光結合効率にあまり影響を及ぼすものではないので、
第２レンズを第１レンズに接近して配置することでこの
間隔Ｃを小さくすることが出来て、光デバイスの小形化
が実現されたことになる。
レンズ間の必要な間隔内に光アイソレータを配置するこ
とで、この間隔が有効に使用され、第1,第２レンズ間隔
は光結合効率にあまり影響を及ぼすものではないので、
第２レンズを第１レンズに接近して配置することでこの
間隔Ｃを小さくすることが出来て、光デバイスの小形化
が実現されたことになる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば光半導
体モジュールの小形化が実現でき、高密度実装が可能と
なり装置の小形化に極めて有効である。
体モジュールの小形化が実現でき、高密度実装が可能と
なり装置の小形化に極めて有効である。
第１図は本発明の一実施例を説明する側断面図、 第２図は、従来の光半導体モジュールを説明する側断面
図である。 図において、１は半導体レーザ、２は第１レンズ、３は
光アイソレータ、４は第２レンズ、５は第３レンズ、６
は光フアイバ、７は磁石、8,9,10は筐体、11はフェルー
ル、12は順方向光、13は逆方向光、14はレーザ電極端
子、15は第２レンズの保持部材、31,33は偏向プリズ
ム、32はYIG、81は第１レンズの嵌入孔、91は光アイソ
レータの挿入孔、101,151は第２レンズの嵌入孔、111は
第３レンズの嵌入孔、112は光フアイバ貫通孔、をそれ
ぞれ示す。
図である。 図において、１は半導体レーザ、２は第１レンズ、３は
光アイソレータ、４は第２レンズ、５は第３レンズ、６
は光フアイバ、７は磁石、8,9,10は筐体、11はフェルー
ル、12は順方向光、13は逆方向光、14はレーザ電極端
子、15は第２レンズの保持部材、31,33は偏向プリズ
ム、32はYIG、81は第１レンズの嵌入孔、91は光アイソ
レータの挿入孔、101,151は第２レンズの嵌入孔、111は
第３レンズの嵌入孔、112は光フアイバ貫通孔、をそれ
ぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体レーザ（１）と光フアイバ（６）と
を結合せしめる光学系を構成するため、半導体レーザか
らの出射光を略平行光に変換する如き第１レンズに接近
して、第１レンズよりの入射光を出射面でわずかに集光
する如き第２レンズが配置され、かかる第２レンズと、
入射光を出射面近くで集光する如き第３レンズとの間
に、光アイソレータが配置され、第2,第３レンズの間隔
は、光アイソレータ長より大で、かつ第２レンズより光
アイソレータを介して第３レンズに入射する光が出射面
で集光され、出射面に近接して配置される光フアイバの
端面に入射するように決められることを特徴とする光半
導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192764A JPH0766095B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光半導体モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60192764A JPH0766095B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光半導体モジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252511A JPS6252511A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0766095B2 true JPH0766095B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16296652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60192764A Expired - Lifetime JPH0766095B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 光半導体モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766095B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68919327T2 (de) * | 1988-03-02 | 1995-04-27 | Fujitsu Ltd | Halbleiterlasermodul und methode zu seiner justierung. |
| JPH0724323B2 (ja) * | 1989-09-05 | 1995-03-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP7117138B2 (ja) * | 2018-04-23 | 2022-08-12 | スタンレー電気株式会社 | レーザモジュール |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192608U (ja) * | 1982-06-16 | 1983-12-21 | 富士通株式会社 | 半導体発光装置 |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP60192764A patent/JPH0766095B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252511A (ja) | 1987-03-07 |
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