JPS5924831A - 光−光学的光偏向器 - Google Patents
光−光学的光偏向器Info
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- JPS5924831A JPS5924831A JP8783183A JP8783183A JPS5924831A JP S5924831 A JPS5924831 A JP S5924831A JP 8783183 A JP8783183 A JP 8783183A JP 8783183 A JP8783183 A JP 8783183A JP S5924831 A JPS5924831 A JP S5924831A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/293—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by another light beam, i.e. opto-optical deflection
Landscapes
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光を偏向させる光学装置、より詳しくは傾斜
修正要素を有する光−光学的光偏向器(変調器)に関す
る。
修正要素を有する光−光学的光偏向器(変調器)に関す
る。
現在の非機械的光偏向技術としては、電気光学効果を利
用した装置又は音響光学効果を利用した装置がある。電
気光学装置は、慣性を有しないため比較的速い。これは
リン酸二水素カリウムのような物質中の線型電気光学ポ
ンケル効果により入射光の偏光面を回転させ、さらにこ
の陵に光を正常光線と異常光線のいずれかとして伝播ち
せる俵屈折結晶を付は加えている。電気光学的段階と機
屈折段階を直ダリに接続することにより、多点光偏向器
が構成される。この装置は、縦効果の為に普通、数千ボ
ルトの程度の高電圧を必要とし、さらに速い偏向速度(
μ秒以下)が必要とされる場合は回路が襟雑となる。偵
効果に対してはよシ小さい電圧が用いられるが、よシ長
い相互作用波とこれによる口径(aperture)の
減少とを必要とし、解像度の減少や整列の問題を生ずる
。
用した装置又は音響光学効果を利用した装置がある。電
気光学装置は、慣性を有しないため比較的速い。これは
リン酸二水素カリウムのような物質中の線型電気光学ポ
ンケル効果により入射光の偏光面を回転させ、さらにこ
の陵に光を正常光線と異常光線のいずれかとして伝播ち
せる俵屈折結晶を付は加えている。電気光学的段階と機
屈折段階を直ダリに接続することにより、多点光偏向器
が構成される。この装置は、縦効果の為に普通、数千ボ
ルトの程度の高電圧を必要とし、さらに速い偏向速度(
μ秒以下)が必要とされる場合は回路が襟雑となる。偵
効果に対してはよシ小さい電圧が用いられるが、よシ長
い相互作用波とこれによる口径(aperture)の
減少とを必要とし、解像度の減少や整列の問題を生ずる
。
音響光学装置は、光学的に透明な物質中全伝播する音波
で生ずる周期的構造、11」ち屈折事変イしによる回折
により動作する。この装置は、物質中の音波の伝播速度
が低いためにE答速度を速くするには光線の断面積を小
さくする必要がありこのため本質的に口径が小さい。こ
れに加えて口径を大きくすると偏向の際に開口の一方の
側から1m方の側の間で回折構造の周期性が変化するの
で偏向てれた波面が歪む。
で生ずる周期的構造、11」ち屈折事変イしによる回折
により動作する。この装置は、物質中の音波の伝播速度
が低いためにE答速度を速くするには光線の断面積を小
さくする必要がありこのため本質的に口径が小さい。こ
れに加えて口径を大きくすると偏向の際に開口の一方の
側から1m方の側の間で回折構造の周期性が変化するの
で偏向てれた波面が歪む。
光−光学的光偏向器が米国特許第379[1252号に
開示されている。光線の偏向は、制伽光と被制徊j光の
光路が互いに斜めに通過する相互作用媒体中の屈折率が
空間的に不均一に変化することにより行なわれる。この
方法では、回1折物質の密度が連続的に、好壕しくに一
方の側から能力へ線型的に増加するよりに変化する。こ
の方法では1つの回折パターンを使用しているが、しか
しながら俵数の偏向位置を達成するために回折)くター
ンを変化させることは含まれていない。
開示されている。光線の偏向は、制伽光と被制徊j光の
光路が互いに斜めに通過する相互作用媒体中の屈折率が
空間的に不均一に変化することにより行なわれる。この
方法では、回1折物質の密度が連続的に、好壕しくに一
方の側から能力へ線型的に増加するよりに変化する。こ
の方法では1つの回折パターンを使用しているが、しか
しながら俵数の偏向位置を達成するために回折)くター
ンを変化させることは含まれていない。
高い解像度を持つ光−光学的光偏向器(変調器)が本出
願人による米国特許出願連続番号第383044号に記
載されている。この偏向器は、光学的に発生された定常
波を用いて回折の目的のために使用される周期的な屈折
率変化を発生させている。この偏向器は、改良された口
径を持ち、いく分か限られたスペクトル帯域幅にわたっ
て利用されている。
願人による米国特許出願連続番号第383044号に記
載されている。この偏向器は、光学的に発生された定常
波を用いて回折の目的のために使用される周期的な屈折
率変化を発生させている。この偏向器は、改良された口
径を持ち、いく分か限られたスペクトル帯域幅にわたっ
て利用されている。
この発明による光−光学的光偏向器(変調器)は、チタ
ン酸バリウムなどの透明な光学活性媒体を有する。この
偏向器は、媒体中全伝播する波長λ のコヒーレントな
第1及び第2波面を発生し、干渉により媒体中に回折の
ためにふされしい周期的な屈折率変化を生ずる定常波を
光学的に発生する手段を有する。この装置は、光学的に
発生芒れた定常波の間隔を変えると同時に方向を頌ける
手段を有する。この定常波の方向を頌けることにより大
きなスペクトル帯域幅にわたってブラング条件が満足さ
れてこの偏向器により大きな角度の偏向全発生すること
ができる。この偏向器はさらに媒体中を伝播して第1及
び第2波而により発生された周期的な屈折率変化により
回折される第3波面を発生する手段を有する。
ン酸バリウムなどの透明な光学活性媒体を有する。この
偏向器は、媒体中全伝播する波長λ のコヒーレントな
第1及び第2波面を発生し、干渉により媒体中に回折の
ためにふされしい周期的な屈折率変化を生ずる定常波を
光学的に発生する手段を有する。この装置は、光学的に
発生芒れた定常波の間隔を変えると同時に方向を頌ける
手段を有する。この定常波の方向を頌けることにより大
きなスペクトル帯域幅にわたってブラング条件が満足さ
れてこの偏向器により大きな角度の偏向全発生すること
ができる。この偏向器はさらに媒体中を伝播して第1及
び第2波而により発生された周期的な屈折率変化により
回折される第3波面を発生する手段を有する。
以下、この発明の実@レリヲ図面に基いて説明する。
この発明は、本出願人が先に出願した米国%許出願連わ
″を番号第383044号の光−光学的光偏向器(変調
器)のようなタイプの偏向器に用いられる頌き修正要素
に関する。この発明は、広いスペクトル帯域幅にわたっ
てブラッグ条件を満足して大きな角度の偏向を生ずる装
置を提供する技術に関する。この発明は、第1及び第2
波面の波長の変化に応答して光学的に発生きれた定常波
の方向’(rllff斜きせる受動的手段を有する。こ
の受動的手段はリアル・タイムで動作し、米国%許出願
連続番号第383n44号に記載きれているものに較べ
て憂れた高解r象度と大きな走査角度と全可能にする。
″を番号第383044号の光−光学的光偏向器(変調
器)のようなタイプの偏向器に用いられる頌き修正要素
に関する。この発明は、広いスペクトル帯域幅にわたっ
てブラッグ条件を満足して大きな角度の偏向を生ずる装
置を提供する技術に関する。この発明は、第1及び第2
波面の波長の変化に応答して光学的に発生きれた定常波
の方向’(rllff斜きせる受動的手段を有する。こ
の受動的手段はリアル・タイムで動作し、米国%許出願
連続番号第383n44号に記載きれているものに較べ
て憂れた高解r象度と大きな走査角度と全可能にする。
第11図に小すように、例えはアルコン・レーサー等の
光源12からの波面1nが偏光回転子14を通過して光
線分割器16に達している。装置13は光源12の波長
を変える手段である。光源分割器16は、回折格子2O
A及び2 D BV?−各々向う第1波而18A及び第
2波面188に発生する。
光源12からの波面1nが偏光回転子14を通過して光
線分割器16に達している。装置13は光源12の波長
を変える手段である。光源分割器16は、回折格子2O
A及び2 D BV?−各々向う第1波而18A及び第
2波面188に発生する。
回折格子2nA及び20Bは、入射波面18A及び18
Bの方向全光線22A及び22Bの方向に変える手段を
形成している。光線22A及び22Bの個々の方向は、
普通の回折格子の関係に従い波面10の波長の変化に応
答して変化する。頌斜手段か反射型回折格子211A及
び2[IBとして示されているが、反射型又は透過型の
いずれかにより、波長に依存した分光又は回折を示す曲
の要素、11+11 t idプリズム、ホログラフ1
ツク女素及び同様のものを波面18A及び18Bの方向
を変えるだめに用いてもよい。方向を変えられた光12
2A及び22Bは省々、/ヤソター24A及び24Bを
通過する。そして光線はも々光学手段26A及び26B
’iz通過して干渉パターンを形成するために記録媒体
中、即ち透明な光学的活性媒体28中で結合される。透
明′f?配録媒体の例としてはナトリウム蒸気、チタン
酸バリウム、ケイ酸ビスマス、ニオブ酸リチウム、ルビ
ー、液晶及び有機飽和吸収体の水溶′tLすどである。
Bの方向全光線22A及び22Bの方向に変える手段を
形成している。光線22A及び22Bの個々の方向は、
普通の回折格子の関係に従い波面10の波長の変化に応
答して変化する。頌斜手段か反射型回折格子211A及
び2[IBとして示されているが、反射型又は透過型の
いずれかにより、波長に依存した分光又は回折を示す曲
の要素、11+11 t idプリズム、ホログラフ1
ツク女素及び同様のものを波面18A及び18Bの方向
を変えるだめに用いてもよい。方向を変えられた光12
2A及び22Bは省々、/ヤソター24A及び24Bを
通過する。そして光線はも々光学手段26A及び26B
’iz通過して干渉パターンを形成するために記録媒体
中、即ち透明な光学的活性媒体28中で結合される。透
明′f?配録媒体の例としてはナトリウム蒸気、チタン
酸バリウム、ケイ酸ビスマス、ニオブ酸リチウム、ルビ
ー、液晶及び有機飽和吸収体の水溶′tLすどである。
記録媒体28中に光学的に発生された定常波に、ヘリウ
ム・ネオン・レーサーのよう一2波長λの光源52から
の第3波而30が錬34¥肚て照射すると、ブラッグ粂
?!l:が満足きれる時に光@′5oから36への効果
的な回折が発生する。これは第3図に詳a捉示芒れてい
る。
ム・ネオン・レーサーのよう一2波長λの光源52から
の第3波而30が錬34¥肚て照射すると、ブラッグ粂
?!l:が満足きれる時に光@′5oから36への効果
的な回折が発生する。これは第3図に詳a捉示芒れてい
る。
第21図には、記録媒体28上に光+W22A及び22
Bi結合するための典型的な光学手段26A゛及び26
Bが示されている。これは、光線22A及び22Bを回
折格子2OA及び20Bにより回折され′fcま1平行
に維持し、そして媒体28中で車ね合せるために別の平
行光@38A)iび3BBの組の方向に向きを変える無
限焦点光学系の一例である。2つの回折格子2OA及び
20Bは異なった空間周波数を有する。異なる空間周波
数を用いるため、も光@22A及び22Bの方向の変化
が異なり、光線10の波長が変化する時、媒体中の定常
波の構造の間隔と方向の両方が同時に変化する、 第3図に示すように、入射光線38A及び38Bの方向
及び波長が変化して新しい光線40A及び40BKなる
と記録媒体28上に入射する光線の方向が変化する。回
折格子2OA及び20Bの空間周波数及び(又は)光学
手段24A及び24Bの角9’5率を過当に選ぶことに
より、@−/を線の変化を調節することができ、記録媒
体28中の定常波42の方向及び間隔を同時に変化させ
ることができる。
Bi結合するための典型的な光学手段26A゛及び26
Bが示されている。これは、光線22A及び22Bを回
折格子2OA及び20Bにより回折され′fcま1平行
に維持し、そして媒体28中で車ね合せるために別の平
行光@38A)iび3BBの組の方向に向きを変える無
限焦点光学系の一例である。2つの回折格子2OA及び
20Bは異なった空間周波数を有する。異なる空間周波
数を用いるため、も光@22A及び22Bの方向の変化
が異なり、光線10の波長が変化する時、媒体中の定常
波の構造の間隔と方向の両方が同時に変化する、 第3図に示すように、入射光線38A及び38Bの方向
及び波長が変化して新しい光線40A及び40BKなる
と記録媒体28上に入射する光線の方向が変化する。回
折格子2OA及び20Bの空間周波数及び(又は)光学
手段24A及び24Bの角9’5率を過当に選ぶことに
より、@−/を線の変化を調節することができ、記録媒
体28中の定常波42の方向及び間隔を同時に変化させ
ることができる。
新しい定常波44は元の定常波42に対して傾きそして
間隔が変化し、照射光@30は能率的に光線46の方向
に偏向されるー 一実施例においては、回折格子20A及び20Bは各k
590@/mrn 及び1400@/mmの空間周波
数を持つ透過型回折格子である。第1波而18A及び1
8Bは各々回折格子に8.5°及び20.5°の角度で
入射する7回折された0、501μmの波長の光線は、
無限焦点光学システム26A及び26BKよシニオプ酸
リチウム結晶にその結晶表面の車線に対して各々36.
35°及び23゜65°の角度で入射して重なシ合うよ
うに向きが変えられ、3.5 Xの角倍率に調節される
。波長0゜666μmの第6波而は、結晶表面の重線に
対して46.25°の角度で第1及び第2波面が重なり
合う領域に入射する。制御光線10が波長t0.488
μm からo、 515μmに変化すると偏向された光
線は119度の角度変化音生じ46の方向を向くように
なる。
間隔が変化し、照射光@30は能率的に光線46の方向
に偏向されるー 一実施例においては、回折格子20A及び20Bは各k
590@/mrn 及び1400@/mmの空間周波
数を持つ透過型回折格子である。第1波而18A及び1
8Bは各々回折格子に8.5°及び20.5°の角度で
入射する7回折された0、501μmの波長の光線は、
無限焦点光学システム26A及び26BKよシニオプ酸
リチウム結晶にその結晶表面の車線に対して各々36.
35°及び23゜65°の角度で入射して重なシ合うよ
うに向きが変えられ、3.5 Xの角倍率に調節される
。波長0゜666μmの第6波而は、結晶表面の重線に
対して46.25°の角度で第1及び第2波面が重なり
合う領域に入射する。制御光線10が波長t0.488
μm からo、 515μmに変化すると偏向された光
線は119度の角度変化音生じ46の方向を向くように
なる。
第4図VC−は、広い偏向範囲にわたって高い再生効率
全維持する付加的な傾斜手段の効果がグラフで示いれて
いる。曲線62A及び62Bは、この発明による偏向器
及び従来の偏向器による同じ波長範囲に対する角度偏向
の相当する変化を示している。上述の高い空間周波長の
構成がデータを表示する偏向を発生するため、波長によ
り制御される傾斜手段と共に用いられる場合(6’O,
A、62A)及び傾斜手段金有しない場合C6DB、6
2B)とで示でれている。曲IRboA及び6[IBは
、0.501ミクロンを中心とした波長範囲で制御光1
fJ10の関数としての光線60の偏向効率の変化を計
算したものである。四から明らかなように、付加的な傾
斜手段は、曲線6OA及び62Aに示すように従来技術
を示す曲線6CIB及び62Bに較べて均一な効率と偏
向角度の感度について顕著な改善−4えている。この特
別な例においては、調節範囲の全幅の半分は、0.01
4ミクロンから0097ミクロンまで増加し、さらに重
要なことは偏向角度が1オーダーは上増加すること、即
ち2.6°から46,6°壕で増加することである、こ
のことは与えられた波長の調節範囲に対して、・偏向角
度が波長1ミクロンの変化に対して1135゜から45
0°まで増加することを示している。
全維持する付加的な傾斜手段の効果がグラフで示いれて
いる。曲線62A及び62Bは、この発明による偏向器
及び従来の偏向器による同じ波長範囲に対する角度偏向
の相当する変化を示している。上述の高い空間周波長の
構成がデータを表示する偏向を発生するため、波長によ
り制御される傾斜手段と共に用いられる場合(6’O,
A、62A)及び傾斜手段金有しない場合C6DB、6
2B)とで示でれている。曲IRboA及び6[IBは
、0.501ミクロンを中心とした波長範囲で制御光1
fJ10の関数としての光線60の偏向効率の変化を計
算したものである。四から明らかなように、付加的な傾
斜手段は、曲線6OA及び62Aに示すように従来技術
を示す曲線6CIB及び62Bに較べて均一な効率と偏
向角度の感度について顕著な改善−4えている。この特
別な例においては、調節範囲の全幅の半分は、0.01
4ミクロンから0097ミクロンまで増加し、さらに重
要なことは偏向角度が1オーダーは上増加すること、即
ち2.6°から46,6°壕で増加することである、こ
のことは与えられた波長の調節範囲に対して、・偏向角
度が波長1ミクロンの変化に対して1135゜から45
0°まで増加することを示している。
第1図にこの発明の一実施例による光−光学的光偏向器
の平面図、第2図はこの発明の偏向器の傾斜手段、光学
手段及び透明な光学活性媒体(記録媒体)の関係を示す
拡大図、第3図は光学活性媒体内での傾斜手段の効果を
説明する拡大平面図、第4図はこの実施レリの偏向器の
効果と従来の偏向器の性能とを対比して示すグラフ図で
ある。 12・・・・バ、源、13・・・・波長を変える装置、
18A・・・・第1波面、18B・・・・第2波面、2
OA・・・・回折格子(#4斜手段)、20B・・・・
回折格子(傾斜手段)、28・・・・透明な光学的活性
媒体、30・・・・第6波面、62・・・・光源、42
.44・・・・定常波。
の平面図、第2図はこの発明の偏向器の傾斜手段、光学
手段及び透明な光学活性媒体(記録媒体)の関係を示す
拡大図、第3図は光学活性媒体内での傾斜手段の効果を
説明する拡大平面図、第4図はこの実施レリの偏向器の
効果と従来の偏向器の性能とを対比して示すグラフ図で
ある。 12・・・・バ、源、13・・・・波長を変える装置、
18A・・・・第1波面、18B・・・・第2波面、2
OA・・・・回折格子(#4斜手段)、20B・・・・
回折格子(傾斜手段)、28・・・・透明な光学的活性
媒体、30・・・・第6波面、62・・・・光源、42
.44・・・・定常波。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 透明な光学的活性媒体と、 この媒体内を伝播してこの媒体内に回折のための周期的
な光学的性質の変化を生ずる定常波を光学的に発生させ
る同波長のコヒーレントな第1及び第2波面を発生する
手段と、 前記媒体内を伝播して前記光学的性質の周期的変化によ
り回折される第3波面を発生する手段と、前記光学的性
質の変化の周期を変えて前記第3波面の回折方向を変化
芒せるため前記第1及び第2波面の波長を変える手段と
を備えた光−光学的光偏向器において、 前記第1及び第2波面の波長の変化に応答して前記光学
的に発生された定常波の方向klljtける傾斜手段を
有することを特徴とする光−光学的光偏向器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40321382A | 1982-07-29 | 1982-07-29 | |
| US403213 | 1982-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5924831A true JPS5924831A (ja) | 1984-02-08 |
| JPS6157614B2 JPS6157614B2 (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=23594917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8783183A Granted JPS5924831A (ja) | 1982-07-29 | 1983-05-20 | 光−光学的光偏向器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0100418B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5924831A (ja) |
| DE (1) | DE3379600D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3302319A1 (de) * | 1983-01-25 | 1984-08-16 | Karl Eugen Prof. Dr.Med. Theurer | Verfahren zur konservierung, stabilisierung und resorptionsverbesserung von therapeutisch anzuwendenden zell- und organbestandteilen |
| EP0218555A3 (de) * | 1985-10-11 | 1989-05-17 | Gesellschaft zur Förderung der industrieorientierten Forschung an den Schweizerischen Hochschulen und weiteren Institutionen | Verfahren und Einrichtung zur veränderbaren Lichtablenkung und/oder zur ortsabhängigen Lichtmodulation durch Beugung |
| GB2185588B (en) * | 1986-01-18 | 1989-11-15 | Stc Plc | Optical switching |
| GB2189038B (en) * | 1986-04-10 | 1989-11-29 | Stc Plc | Optical switching |
| FR2619938B1 (fr) * | 1987-09-01 | 1989-12-01 | Thomson Csf | Translateur de frequence pour onde du domaine infrarouge moyen |
| WO1996028754A1 (en) * | 1995-03-13 | 1996-09-19 | The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of The University Of Oregon | Apparatus and methods for routing of optical beams via time-domain spatial-spectral filtering |
| US6819460B1 (en) | 1995-03-13 | 2004-11-16 | University Of Washington | Apparatus and methods for routing of optical beams via time-domain spatial-spectral filtering |
| US7065298B1 (en) | 1998-11-17 | 2006-06-20 | Intel Corporation | Code-based optical networks, methods, and apparatus |
| US6313771B1 (en) | 1999-11-17 | 2001-11-06 | Templex Technology, Inc. | Codes, methods, and apparatus for optical encoding and decoding |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3790252A (en) * | 1972-02-23 | 1974-02-05 | Univ Case Western Reserve | Light controlled light beam deflector |
| GB1432947A (en) * | 1972-06-15 | 1976-04-22 | Emi Ltd | Light diverting and/or switching device |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP8783183A patent/JPS5924831A/ja active Granted
- 1983-06-16 DE DE8383105932T patent/DE3379600D1/de not_active Expired
- 1983-06-16 EP EP19830105932 patent/EP0100418B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0100418B1 (en) | 1989-04-12 |
| EP0100418A2 (en) | 1984-02-15 |
| EP0100418A3 (en) | 1986-11-26 |
| JPS6157614B2 (ja) | 1986-12-08 |
| DE3379600D1 (en) | 1989-05-18 |
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