JPS6244438B2 - - Google Patents
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- JPS6244438B2 JPS6244438B2 JP17502982A JP17502982A JPS6244438B2 JP S6244438 B2 JPS6244438 B2 JP S6244438B2 JP 17502982 A JP17502982 A JP 17502982A JP 17502982 A JP17502982 A JP 17502982A JP S6244438 B2 JPS6244438 B2 JP S6244438B2
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- Japan
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- voltage
- power supply
- current
- pulsed laser
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/09705—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパルスレーザ用電源装置に係り、特に
レーザ発振器へ電力を供給するパルスレーザ用電
源装置のパルス応答特性の改良に関するものであ
る。
レーザ発振器へ電力を供給するパルスレーザ用電
源装置のパルス応答特性の改良に関するものであ
る。
従来この種のパルスレーザ用電源装置として
は、第１図に示すものが知られている。第１図は
従来のパルスレーザ用電源装置を示す回路構成図
である。第１図において、１はコンバータ装置
で、サイリスタ等の電気スイツチ２により構成さ
れており、３相交流電源３の交流電圧を位相制御
することにより直流電圧に変換するものである。
この直流電圧はリアクトル４とコンデンサ５によ
り構成される平滑回路により、コンバータ装置１
の出力する直流電圧の脈動を少なくするよう平滑
される。平滑回路を経た直流電圧Ｖは電圧指令器
６の電圧指令値と比較され、この結果に基づき誤
差増幅器７によりコンバータ装置１の電気スイツ
チ２の位相が制御され、これにより直流電圧Ｖが
一定値となるように制御されるものである。イン
バータ装置８はトランジスタやサイリスタ等のス
イツチング素子９から構成され、このインバータ
装置８は直流電圧Ｖを交流電圧に変換する。この
変換された交流電圧はトランス１０により電圧を
昇圧された後、容器１１内にレーザ媒質ガス１２
を満たしたレーザ発振器の電極１３Ａ，１３Ｂに
供給される。このため、各電極１３Ａ，１３Ｂ間
には放電１４が生起してレーザ媒質ガス１２を励
起するため、放電１４の長手方向に沿つて全反射
鏡１５と部分透過鏡１６を相対向して設置する
と、レーザ発振が生じてレーザ光１７を出力する
ことができる。
は、第１図に示すものが知られている。第１図は
従来のパルスレーザ用電源装置を示す回路構成図
である。第１図において、１はコンバータ装置
で、サイリスタ等の電気スイツチ２により構成さ
れており、３相交流電源３の交流電圧を位相制御
することにより直流電圧に変換するものである。
この直流電圧はリアクトル４とコンデンサ５によ
り構成される平滑回路により、コンバータ装置１
の出力する直流電圧の脈動を少なくするよう平滑
される。平滑回路を経た直流電圧Ｖは電圧指令器
６の電圧指令値と比較され、この結果に基づき誤
差増幅器７によりコンバータ装置１の電気スイツ
チ２の位相が制御され、これにより直流電圧Ｖが
一定値となるように制御されるものである。イン
バータ装置８はトランジスタやサイリスタ等のス
イツチング素子９から構成され、このインバータ
装置８は直流電圧Ｖを交流電圧に変換する。この
変換された交流電圧はトランス１０により電圧を
昇圧された後、容器１１内にレーザ媒質ガス１２
を満たしたレーザ発振器の電極１３Ａ，１３Ｂに
供給される。このため、各電極１３Ａ，１３Ｂ間
には放電１４が生起してレーザ媒質ガス１２を励
起するため、放電１４の長手方向に沿つて全反射
鏡１５と部分透過鏡１６を相対向して設置する
と、レーザ発振が生じてレーザ光１７を出力する
ことができる。
一方、パルス発生器１８からの信号によりイン
バータ装置８の交流電力をパルス幅変調
（PWM）などにより制御し、放電１４の強度を変
化させるとレーザ光１７はパルス発生器１８から
の信号強度にしたがつたパルス状のレーザ光とな
る。
バータ装置８の交流電力をパルス幅変調
（PWM）などにより制御し、放電１４の強度を変
化させるとレーザ光１７はパルス発生器１８から
の信号強度にしたがつたパルス状のレーザ光とな
る。
上記したように、第１図に示すパルスレーザ用
電源装置では、インバータ装置８の出力電力がパ
ルス発生器１８からの信号により変化すると、イ
ンバータ装置８における直流電流Ｉは、第２図ａ
に示されるように変化する。このように急激な直
流電流Ｉの変化に対して、コンバータ装置１及び
リアクトル４とコンデンサ５により構成される平
滑回路では、その応答速度が遅いために、第２図
ｂに示されるように直流電圧Ｖが変動することに
なる。この動作態様を第３図について説明する
と、直流電圧ＶがV2、直流電流ＩがI1であると、
動作点は１９であり、その動作特性曲線は２０で
示される。ここで、直流電流ＩがI1からI2へ増加
すると、動作点は２１に移り、直流電圧ＶはV2
からV3へ低下してしまう。そして、短時間後
に、誤差増幅器７によりコンバータ装置１の電気
スイツチ２の位相は補正されて直流電圧ＶはV2
に復帰する。この時の動作点は２２であり、その
動作特性曲線は２３となる。また、直流電流Ｉが
I2からI1に減少すると、動作点は２４に移り、直
流電圧ＶはV2からV1へ上昇してしまう。そし
て、短時間後に、誤差増幅器７によりコンバータ
装置１の電気スイツチ２の位相は補正されて直流
電圧ＶはV2に復帰し、この時動作点は１９にも
どる。
電源装置では、インバータ装置８の出力電力がパ
ルス発生器１８からの信号により変化すると、イ
ンバータ装置８における直流電流Ｉは、第２図ａ
に示されるように変化する。このように急激な直
流電流Ｉの変化に対して、コンバータ装置１及び
リアクトル４とコンデンサ５により構成される平
滑回路では、その応答速度が遅いために、第２図
ｂに示されるように直流電圧Ｖが変動することに
なる。この動作態様を第３図について説明する
と、直流電圧ＶがV2、直流電流ＩがI1であると、
動作点は１９であり、その動作特性曲線は２０で
示される。ここで、直流電流ＩがI1からI2へ増加
すると、動作点は２１に移り、直流電圧ＶはV2
からV3へ低下してしまう。そして、短時間後
に、誤差増幅器７によりコンバータ装置１の電気
スイツチ２の位相は補正されて直流電圧ＶはV2
に復帰する。この時の動作点は２２であり、その
動作特性曲線は２３となる。また、直流電流Ｉが
I2からI1に減少すると、動作点は２４に移り、直
流電圧ＶはV2からV1へ上昇してしまう。そし
て、短時間後に、誤差増幅器７によりコンバータ
装置１の電気スイツチ２の位相は補正されて直流
電圧ＶはV2に復帰し、この時動作点は１９にも
どる。
上述のように、コンバータ装置１は３相交流電
源３を整流するため応答速度は遅く、また制御系
を安定化させるための誤差増幅器７の応答時間
は、一般に約0.1〜0.5秒程度に設定されている。
このため、直流電流Ｉが変動した時、直流電圧Ｖ
の変動分△Ｖを補正する速度は遅くなる。
源３を整流するため応答速度は遅く、また制御系
を安定化させるための誤差増幅器７の応答時間
は、一般に約0.1〜0.5秒程度に設定されている。
このため、直流電流Ｉが変動した時、直流電圧Ｖ
の変動分△Ｖを補正する速度は遅くなる。
従来のパルスレーザ用電源装置は以上のように
構成されているので、インバータ装置８における
直流電流Ｉが増加すると直流電圧Ｖは瞬時に下
り、また直流電流Ｉが減少すると直流電圧Ｖは上
昇し、直流電圧Ｖは非常に変動を起しやすいもの
であつた。このため、第２図Ｃに示されるよう
に、レーザ光１７の強度は直流電圧Ｖの変動に影
響されてパルス波形が変歪してしまう欠点があつ
た。また、直流電圧Ｖが上昇した時、この直流電
圧Ｖがインバータ装置８のスイツチング素子９の
耐電圧を越え、このスイツチング素子９を破壊し
てしまうなどの欠点があつた。
構成されているので、インバータ装置８における
直流電流Ｉが増加すると直流電圧Ｖは瞬時に下
り、また直流電流Ｉが減少すると直流電圧Ｖは上
昇し、直流電圧Ｖは非常に変動を起しやすいもの
であつた。このため、第２図Ｃに示されるよう
に、レーザ光１７の強度は直流電圧Ｖの変動に影
響されてパルス波形が変歪してしまう欠点があつ
た。また、直流電圧Ｖが上昇した時、この直流電
圧Ｖがインバータ装置８のスイツチング素子９の
耐電圧を越え、このスイツチング素子９を破壊し
てしまうなどの欠点があつた。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、商用電源をサイリス
タ等の電気スイツチにより位相を制御して一定の
直流電圧を得るコンバータ装置と、このコンバー
タ装置からの出力を平滑する平滑回路と、この平
滑回路を経た直流電圧をトランジスタ等のスイツ
チング素子により交流電圧に変換するインバータ
装置とから成り、このインバータ装置の出力をレ
ーザ発振器へ供給するパルスレーザ用電源装置に
おいて、前記インバータ装置へ入力する直流電流
を検出し、この直流電流の微分値を、前記コンバ
ータ装置の位相を制御する電圧指令値に加算する
ようにしてなる構成を有し、パルス波形の良いレ
ーザ光を発生することができると共に、過電圧で
のスイツチング素子の破壊を防止するようにした
パルスレーザ用電源装置を提供することを目的と
している。
するためになされたもので、商用電源をサイリス
タ等の電気スイツチにより位相を制御して一定の
直流電圧を得るコンバータ装置と、このコンバー
タ装置からの出力を平滑する平滑回路と、この平
滑回路を経た直流電圧をトランジスタ等のスイツ
チング素子により交流電圧に変換するインバータ
装置とから成り、このインバータ装置の出力をレ
ーザ発振器へ供給するパルスレーザ用電源装置に
おいて、前記インバータ装置へ入力する直流電流
を検出し、この直流電流の微分値を、前記コンバ
ータ装置の位相を制御する電圧指令値に加算する
ようにしてなる構成を有し、パルス波形の良いレ
ーザ光を発生することができると共に、過電圧で
のスイツチング素子の破壊を防止するようにした
パルスレーザ用電源装置を提供することを目的と
している。
以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。第４図は本発明の一実施例であるパルスレー
ザ用電源装置を示す回路構成図で、第１図と同一
部分には同一符号を用いて表示してあり、その詳
細な説明は省略する。第４図において、２５は電
流検出器、２６は微分器を示し、その他の各部構
成は第１図に示されるものとほぼ同一構成を備え
ている。電流検出器２５による電流検出信号は微
分器２６によつて微分され、その微分値を電圧指
令器６の出力と加算し、この加算した信号は、直
流電圧Ｖと比較して誤差増幅器７によりコンバー
タ装置１の電気スイツチ２の位相を制御し、これ
により直流電圧Ｖを制御するように構成されてい
る。
る。第４図は本発明の一実施例であるパルスレー
ザ用電源装置を示す回路構成図で、第１図と同一
部分には同一符号を用いて表示してあり、その詳
細な説明は省略する。第４図において、２５は電
流検出器、２６は微分器を示し、その他の各部構
成は第１図に示されるものとほぼ同一構成を備え
ている。電流検出器２５による電流検出信号は微
分器２６によつて微分され、その微分値を電圧指
令器６の出力と加算し、この加算した信号は、直
流電圧Ｖと比較して誤差増幅器７によりコンバー
タ装置１の電気スイツチ２の位相を制御し、これ
により直流電圧Ｖを制御するように構成されてい
る。
第５図ａは第４図のパルスレーザ用電源装置に
用いられるインバータ装置８の直流電流Ｉの変化
を示す波形図で、直流電流Ｉが増減した時、微分
器２６の出力信号は第５図ｂに示されるように、
直流電流Ｉの変化分を微分値として取り出すこと
ができる。また、電圧指令器６の出力と微分器２
６の出力を加算すると、第５図ｃに示されるよう
に変化し、これを直流電圧Ｖと比較して誤差増幅
器７に入力すると、、誤差増幅器７の出力は第５
図ｄに実線で示される波形となり、この結果、上
記第１図の従来装置におけるものが、第５図ｄの
点線で示される波形で応答していたのに比べ、応
答時間が速くなり、このため直流電圧Ｖの変動は
第５図ｅに示されるように非常に小さくなる。
用いられるインバータ装置８の直流電流Ｉの変化
を示す波形図で、直流電流Ｉが増減した時、微分
器２６の出力信号は第５図ｂに示されるように、
直流電流Ｉの変化分を微分値として取り出すこと
ができる。また、電圧指令器６の出力と微分器２
６の出力を加算すると、第５図ｃに示されるよう
に変化し、これを直流電圧Ｖと比較して誤差増幅
器７に入力すると、、誤差増幅器７の出力は第５
図ｄに実線で示される波形となり、この結果、上
記第１図の従来装置におけるものが、第５図ｄの
点線で示される波形で応答していたのに比べ、応
答時間が速くなり、このため直流電圧Ｖの変動は
第５図ｅに示されるように非常に小さくなる。
すなわち、第５図ｄに示される２７が、第３図
の動作特性曲線２０に相当する位相信号となり、
同じく２８が第３図の動作特性曲線２３に相当す
る位相信号となるように微分器２６の信号レベル
を設定することにより、第５図ａに示される直流
電流ＩがI1からI2、又はI2からI1へ変化しても、直
流電圧Ｖの変動は直流電流Ｉの微分値により補正
を行なうため、第５図ｅに示されるようにほとん
ど変動を無くすることができる。第５図ｆはレー
ザ光１７の強度を示す波形で、パルス発生器１８
の信号に忠実に応動してパルス状のレーザ光１７
を出力することができる。また、本発明の装置に
よれば、直流電流Ｉが三角波やのこぎり波のよう
な任意の波形であつても、その微分値により補正
を行なうため、直流電圧Ｖの変動を効果的に無く
することができる。
の動作特性曲線２０に相当する位相信号となり、
同じく２８が第３図の動作特性曲線２３に相当す
る位相信号となるように微分器２６の信号レベル
を設定することにより、第５図ａに示される直流
電流ＩがI1からI2、又はI2からI1へ変化しても、直
流電圧Ｖの変動は直流電流Ｉの微分値により補正
を行なうため、第５図ｅに示されるようにほとん
ど変動を無くすることができる。第５図ｆはレー
ザ光１７の強度を示す波形で、パルス発生器１８
の信号に忠実に応動してパルス状のレーザ光１７
を出力することができる。また、本発明の装置に
よれば、直流電流Ｉが三角波やのこぎり波のよう
な任意の波形であつても、その微分値により補正
を行なうため、直流電圧Ｖの変動を効果的に無く
することができる。
第６図は第４図のパルスレーザ用電源装置に用
いられる微分器２６の一例を示す回路構成図であ
る。第６図において、入力３０に電流検出器２５
の電流検出信号を加え、演算増幅器３４に接続し
たコンデンサ３１、抵抗３３の時定数回路素子に
より微分器２６を構成しており、また抵抗３２、
コンデンサ３５は微分値の上限値を制限するため
に設けられたものである。入力３０に第５図ａに
示される信号を加えると、出力３６には第５図ｂ
に示される信号が得られ、この出力３６の信号は
直流電流Ｉの変化量に比例したものとなる。
いられる微分器２６の一例を示す回路構成図であ
る。第６図において、入力３０に電流検出器２５
の電流検出信号を加え、演算増幅器３４に接続し
たコンデンサ３１、抵抗３３の時定数回路素子に
より微分器２６を構成しており、また抵抗３２、
コンデンサ３５は微分値の上限値を制限するため
に設けられたものである。入力３０に第５図ａに
示される信号を加えると、出力３６には第５図ｂ
に示される信号が得られ、この出力３６の信号は
直流電流Ｉの変化量に比例したものとなる。
なお、上記実施例ではインバータ装置８へ入力
する直流電流Ｉを電流検出器２５により検出した
場合について説明したが、インバータ装置８の出
力する交流電流又はレーザ発振器の電極１３Ａ，
１３Ｂに流れる放電電流を検出しても良く、上記
実施例と同様の効果を奏する。
する直流電流Ｉを電流検出器２５により検出した
場合について説明したが、インバータ装置８の出
力する交流電流又はレーザ発振器の電極１３Ａ，
１３Ｂに流れる放電電流を検出しても良く、上記
実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、本発明に係るパルスレーザ用電
源装置によれば、インバータ装置へ入力する直流
電流を検出し、この直流電流の微分値を、コンバ
ータ装置の位相を制御する電圧指令値に加算する
ことにより、直流電圧の変動を無くするように構
成したので、過電圧によるインバータ装置のスイ
ツチング素子が破壊することを防止でき、装置全
体の信頼性を向上させ得、またパルス波形の良い
レーザ光を容易に発生することができるという優
れた効果を奏するものである。
源装置によれば、インバータ装置へ入力する直流
電流を検出し、この直流電流の微分値を、コンバ
ータ装置の位相を制御する電圧指令値に加算する
ことにより、直流電圧の変動を無くするように構
成したので、過電圧によるインバータ装置のスイ
ツチング素子が破壊することを防止でき、装置全
体の信頼性を向上させ得、またパルス波形の良い
レーザ光を容易に発生することができるという優
れた効果を奏するものである。
第１図は従来のパルスレーザ用電源装置を示す
回路構成図、第２図ａないしｃは第１図のパルス
レーザ用電源装置の動作態様を説明するための各
部波形図、第３図は第１図のパルスレーザ用電源
装置に用いられるコンバータ装置の動作特性図、
第４図は本発明の一実施例であるパルスレーザ用
電源装置を示す回路構成図、第５図ａないしｆは
第４図のパルスレーザ用電源装置の動作態様を説
明するための各部波形図、第６図は第４図のパル
スレーザ用電源装置に用いられる微分器の一例を
示す回路構成図である。 １……コンバータ装置、２……電気スイツチ、
３相交流電源、４……リアクトル、５，３１，３
５……コンデンサ、６……電圧指令器、７……誤
差増幅器、８……インバータ装置、９……スイツ
チング素子、１０……トランス、１１……容器、
１２……レーザ媒質ガス、１３Ａ，１３Ｂ……電
極、１４……放電、１５……全反射鏡、１６……
部分透過鏡、１７……レーザ光、１８……パルス
発生器、２５……電流検出器、２６……微分器、
３０……入力、３２，３３……抵抗、３４……演
算増幅器、３６……出力。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
回路構成図、第２図ａないしｃは第１図のパルス
レーザ用電源装置の動作態様を説明するための各
部波形図、第３図は第１図のパルスレーザ用電源
装置に用いられるコンバータ装置の動作特性図、
第４図は本発明の一実施例であるパルスレーザ用
電源装置を示す回路構成図、第５図ａないしｆは
第４図のパルスレーザ用電源装置の動作態様を説
明するための各部波形図、第６図は第４図のパル
スレーザ用電源装置に用いられる微分器の一例を
示す回路構成図である。 １……コンバータ装置、２……電気スイツチ、
３相交流電源、４……リアクトル、５，３１，３
５……コンデンサ、６……電圧指令器、７……誤
差増幅器、８……インバータ装置、９……スイツ
チング素子、１０……トランス、１１……容器、
１２……レーザ媒質ガス、１３Ａ，１３Ｂ……電
極、１４……放電、１５……全反射鏡、１６……
部分透過鏡、１７……レーザ光、１８……パルス
発生器、２５……電流検出器、２６……微分器、
３０……入力、３２，３３……抵抗、３４……演
算増幅器、３６……出力。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 商用電源をサイリスタ等の電気スイツチによ
り位相を制御して一定の直流電圧を得るコンバー
タ装置と、該コンバータ装置からの出力を平滑す
る平滑回路と、該平滑回路を経た直流電圧をトラ
ンジスタ等のスイツチング素子により交流電圧に
変換するインバータ装置とから成り、該インバー
タ装置の出力をレーザ発振器へ供給するパルスレ
ーザ用電源装置において、前記インバータ装置へ
入力する直流電流を検出し、該直流電流の微分値
を、前記コンバータ装置の位相を制御する電圧指
令値に加算するようにしてなる構成としたことを
特徴とするパルスレーザ用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17502982A JPS5965492A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | パルスレ−ザ用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17502982A JPS5965492A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | パルスレ−ザ用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5965492A JPS5965492A (ja) | 1984-04-13 |
| JPS6244438B2 true JPS6244438B2 (ja) | 1987-09-21 |
Family
ID=15988968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17502982A Granted JPS5965492A (ja) | 1982-10-05 | 1982-10-05 | パルスレ−ザ用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5965492A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS624383A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-10 | Inoue Japax Res Inc | レ−ザ発振装置用電源回路 |
| GB2194381A (en) * | 1986-08-20 | 1988-03-02 | Komatsu Mfg Co Ltd | Silent discharge type laser device |
| JPS6398175A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Fanuc Ltd | レ−ザ装置 |
| JPH0770773B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1995-07-31 | フアナツク株式会社 | レ−ザ発生用高周波電源装置 |
| DE3783551T2 (de) * | 1986-10-17 | 1993-07-15 | Toshiba Kawasaki Kk | Leistungsversorgungseinrichtung fuer entladungslast. |
| EP0294488B1 (en) * | 1986-12-22 | 1993-03-24 | Fanuc Ltd. | High-frequency discharge-excited laser unit |
| JPS63213984A (ja) * | 1987-03-03 | 1988-09-06 | Fanuc Ltd | レ−ザ発振器の出力電圧検出装置 |
| JP2723516B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1998-03-09 | ファナック 株式会社 | レーザ発振装置 |
| JPH0736458B2 (ja) * | 1987-04-30 | 1995-04-19 | フアナツク株式会社 | レ−ザ発振装置 |
| WO2016175137A1 (ja) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | 三菱電機株式会社 | レーザ発振器 |
-
1982
- 1982-10-05 JP JP17502982A patent/JPS5965492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5965492A (ja) | 1984-04-13 |
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