JP2003344703A - 可変整列型光ファイバブロック - Google Patents

可変整列型光ファイバブロック

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JP2003344703A
JP2003344703A JP2003145896A JP2003145896A JP2003344703A JP 2003344703 A JP2003344703 A JP 2003344703A JP 2003145896 A JP2003145896 A JP 2003145896A JP 2003145896 A JP2003145896 A JP 2003145896A JP 2003344703 A JP2003344703 A JP 2003344703A
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block
expansion
waveguide
ferrule
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Gotatsu Ken
五達 權
Shin-Young Yoon
信永 尹
Sang-Gil Shin
相吉 辛
Bang-Weon Lee
邦元 李
Jeong-Hwan Song
政桓 宋
Sang-Wook Yoo
相旭 兪
Young-Gyu Son
榮奎 孫
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    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度による整列変化が可能な可変整列型光フ
ァイバブロックを提供する。 【解決手段】本発明は、光ファイバ接続のための光ファ
イバブロックにおいて、その一端に受容部を備える基板
と、受容部内に配置され、光ファイバが挿入されるホー
ルを備えるフェルールと、相互に対向するフェルールの
一側面と受容部の内側壁との間に介在され、第１熱膨脹
係数を有する第１伸縮ブロックと、相互に対向するフェ
ルールの他側面と受容部の内側壁との間に介在され、第
２熱膨脹係数を有する第２伸縮ブロックと、を含むこと
を特徴とする可変整列型光ファイバブロックを提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光素子に係り、特に
光コネクタ(optical connector)として使用される光フ
ァイバブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバブロックは、平面光波回路(P
lanar Lightwave Circuit：ＰＬＣ)の入出力端に光ファ
イバまたは光ファイバアレイ(optical fiber array)を
整列して接続するときに主な部品として使用されるだけ
でなく、マイクロ光装置(micro-optic device)などの入
出力端子として典型的に利用される。
【０００３】図１は従来技術によるアレイ導波路回折格
子モジュール(arrayed waveguidesgrating module)の構
成を示す図であり、図２は図１に示したアレイ導波路回
折格子モジュールで使用する単芯光ファイバブロックを
示す斜視図である。図３は図２の単芯光ファイバブロッ
クをＡ−Ａにより示す側面図である。図４は図１に示し
たアレイ導波路回折格子モジュールで使用する多芯光フ
ァイバブロックを示す斜視図であり、図５は図４の多芯
光ファイバブロックをＢ-Ｂにより示す側面図である。
【０００４】図１を参照すれば、アレイ導波路回折格子
モジュールは単芯光ファイバブロック１１０と、アレイ
導波路回折格子１３０と、多芯光ファイバブロック１５
０とを含む。
【０００５】図２において単芯光ファイバブロック１１
０は、第１光ファイバ１１２、第１基板１１８及び第１
ガラス平板１２０を含む。
【０００６】第１光ファイバ１１２は裸光ファイバ(bar
e optical fiber)１１４と被覆１１６を含み、裸光ファ
イバ１１４の一端部は被覆１１６が予め設定された長さ
だけ除去されている。
【０００７】図３を参照すれば、第１基板１１８はその
上部面に形成されたＶ溝(V-groove)１１９を備え、この
Ｖ溝１１９に裸光ファイバ１１４が安着される。その
後、第１光ファイバ１１２を固定するために、第１基板
１１８と第１ガラス平板１２０との間及び第１光ファイ
バ１１２の上にエポキシ(epoxy)樹脂１２２が塗布され
る。
【０００８】第１ガラス平板１２０はエポキシ樹脂１２
２が塗布された第１基板１１８及び第１光ファイバ１１
２の上に置かれることにより、第１光ファイバ１１２を
固定して外部環境から保護する。
【０００９】図１を参照すれば、アレイ導波路回折格子
１３０は平面導波路装置であって、第１導波路１３２
と、第１スラブ導波路(slab waveguide)１３４と、アレ
イ導波路１３６と、第２スラブ導波路１３８と、第２導
波路１４０とを含む。
【００１０】第１導波路１３２はその一端が第１光ファ
イバ１１２と接続され、その他端が第１スラブ導波路１
３４に接続されている。
【００１１】第１スラブ導波路１３４は第１導波路１３
２を通じて入力された光信号をアレイ導波路１３６に分
配するように機能する。
【００１２】アレイ導波路１３６は相互に異なる長さを
有する多数の導波路を含んでおり、その一端が第１スラ
ブ導波路１３４に接続され、その他端が第２スラブ導波
路１３８に接続されている。
【００１３】第２スラブ導波路１３８はアレイ導波路１
３６を通じて入力された光信号を波長に応じて第２導波
路１４０に分配するように機能する。
【００１４】第２導波路１４０は多数の導波路を含み、
その一端が第２スラブ導波路１３８に接続され、その他
端が多芯光ファイバブロック１５０に接続されている。
【００１５】多芯光ファイバブロック１５０は、第２光
ファイバ１５２、第２基板１５８及び第２ガラス平板１
６０を含む。
【００１６】第２光ファイバ１５２は裸光ファイバ１５
４と被覆１５６を含み、裸光ファイバ１５４の一端部は
被覆１５６が予め設定された長さだけ除去されている。
【００１７】図４を参照すれば、第２基板１５８はその
上部面に予め設定されたピッチで配列されたＶ溝１５９
を備え、このＶ溝１５９に裸光ファイバ１５４が安着さ
れる。その後、第２光ファイバ１５２を固定するため
に、第２基板１５８と第２ガラス平板１６０との間及び
第２光ファイバ１５２の上にエポキシ樹脂１６２が塗布
される。
【００１８】第２ガラス平板１６０はこのエポキシ樹脂
１６２が塗布された第２基板１５８及び第２光ファイバ
１５２の上に置かれることにより、第２光ファイバ１５
２を固定して外部環境から保護する。
【００１９】アレイ導波路回折格子モジュールにおい
て、アレイ導波路回折格子１３０の第２導波路１４０は
それぞれ一定の出力波長及び出力パワーを維持すること
が重要であり、動作温度範囲内で国際電気通信連合（In
ternational TelecommunictionUnion：ＩＴＵ）が勧告
した波長スペック(spec)を満足しなければならない。す
なわち、出力波形が１００GHzの場合、その出力波長間
のギャップは±０.０４nm以内でなければならない。ま
た、アレイ導波路回折格子１３０を製作する際に波長エ
ラーが発生するため、出力波長間のギャップは上記限界
より小さい±０.０１nm以内であることが望ましい。こ
の場合、動作温度範囲はモジュールにより変化するが、
現在一番広い動作温度範囲を有するヒータタイプモジュ
ール(heatertype module)であれば−５℃〜６５℃の動
作温度範囲を提供する。
【００２０】上述したように、アレイ導波路回折格子モ
ジュールで動作温度が変化する場合、各第２導波路１４
０から出力される光信号の波長も僅かに変動する。この
ような波長変動は、アレイ導波路回折格子モジュールの
性能を低下させる。すなわち、アレイ導波路回折格子１
３０はシリコンまたはシリカで作られているので、温度
に応じてその屈折率値が変化し、これにより上述した波
長変動が発生することになる。
【００２１】したがって、下記の数式１に定義される温
度変化量（thermal change）を補正しなければならな
い。
【数１】
【００２２】また、アレイ導波路回折格子モジュールの
製作時に予め設定された補正因子αＬ(α:アレイ導波路
回折格子と光ファイバブロックとの熱膨脹係数の差、
Ｌ:予め設定された距離)を考えなければならない。
【００２３】上述したように、従来技術によるアレイ導
波路回折格子モジュールは、温度変化に対する補正が要
求される。さらに、ヒータタイプのアレイ導波路回折格
子モジュールの場合には寿命が短くなり、望ましい温度
の維持に付加的な電気回路を備えなければならないとい
う問題があった。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の問題点を解決するためになされたもので、その目的
は、温度によって導波路の整列変更が可能な可変整列型
光ファイバブロックを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の可変整列型光ファイバブロックは、
光ファイバ接続のための光ファイバブロックにおいて、
その一端に受容部を備える基板と、受容部内に配置さ
れ、光ファイバが挿入されるホールを備えるフェルール
と、相互に対向するフェルールの一側面と受容部の内側
壁との間に介在され、第１熱膨脹係数を有する第１伸縮
ブロックと、相互に対向するフェルールの他側面と受容
部の内側壁との間に介在され、第２熱膨脹係数を有する
第２伸縮ブロックと、を含むことを特徴とする。
【００２６】受容部は上面と前面が開放された箱形状で
あると好ましい。
【００２７】この可変整列型光ファイバブロックは、光
ファイバが挿入されるフェルールの一端に隣接して配置
されたスポンジをさらに含むと良い。また、光ファイバ
を固定するために基板を覆うガラス平板をさらに含むと
なお好ましい。
【００２８】第１及び第２伸縮ブロックの熱膨脹係数は
予め設定された条件を満たすために選択的に調節される
と良い。
【００２９】フェルールは第１及び第２伸縮ブロックの
熱膨脹係数の差により第１伸縮ブロックまたは第２伸縮
ブロックに向かって移動するのと好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の望ましい第１実施形態及び第２実施形態を詳細に説
明する。
【００３１】下記の説明において、関連した公知の機能
あるいは構成に対する詳細な記述は本発明の要旨をやや
不明瞭にする可能性があるので省略する。
【００３２】図６は本発明の望ましい第１実施形態によ
る可変整列型単芯光ファイバブロックから説明の便宜上
ガラス平板を除去した場合の構成を示した平面図であ
る。図７は図６の単芯光ファイバブロックにガラス平板
を取り付けて、Ｃ−Ｃより示した側面図である。
【００３３】図６を参照すれば、単芯光ファイバブロッ
ク２１０は光ファイバ２１２と、基板２１８と、矩形フ
ェルール(rectangular ferrule)２２４と、第１伸縮ブ
ロック２２６と、第２伸縮ブロック２２８と、スポンジ
２３０と、ガラス平板２３２とを含む。
【００３４】光ファイバ２１２は、裸光ファイバ２１４
と被覆２１６を含み、裸光ファイバ２１４の一端部は被
覆２１６が予め設定された長さだけ除去されている。
【００３５】基板２１８は所定の大きさの受容部２２０
を備え、受容部２２０は上面と前面が開放された箱(bo
x)形状である。この受容部２２０はフォトリソグラフィ
(photolithography)により生成される。
【００３６】矩形フェルール２２４はこの受容部２２０
内に安着され、備えたホールを通じて裸光ファイバ２１
４が挿入される。裸光ファイバ２１４は、その直径より
大きい直径を有する矩形フェルール２２４のホールに挿
入された後、このホールにエポキシ樹脂が注入され固定
される。
【００３７】第１伸縮ブロック２２６は矩形フェルール
２２４の一側面と対向する受容部２２０の内側壁との間
に介在され、予め設定された熱膨脹係数を有する。第１
伸縮ブロック２２６はポリマー、金属などで作られてい
る。
【００３８】第２伸縮ブロック２２８は矩形フェルール
２２４の他側面と対向する受容部２２０の内側壁との間
に介在され、第１伸縮ブロック２２６と異なる熱膨脹係
数を有する。第２伸縮ブロック２２８はポリマー、金属
などで作られている。
【００３９】この場合に動作温度が変化すると、第１伸
縮ブロック２２６及び第２伸縮ブロック２２８の熱膨脹
係数が異なっているので、矩形フェルール２２４は第１
伸縮ブロック２２６または第２伸縮ブロック２２８の方
に移動するようになる。したがって、予め設定された温
度対移動量の条件に合うように、第１伸縮ブロック２２
６及び第２伸縮ブロック２２８の熱膨脹係数を調節す
る。
【００４０】スポンジ２３０は裸光ファイバ２１４が挿
入される矩形フェルール２２４の一端に隣接して位置
し、裸光ファイバ２１４が挿入されるプロセスで発生す
るベンディング(bending)を緩和するように機能する。
【００４１】図７においてガラス平板２３２は、受容部
２２０を除いた基板２１８の上部面及び光ファイバ２１
２にエポキシ樹脂を塗布した状態で基板２１８上に置か
れるようになる。このガラス平板２３２は、光ファイバ
２１２を固定して外部環境から保護する。
【００４２】図８は本発明の望ましい第２実施形態によ
る可変整列型多芯光ファイバブロックから説明の便宜上
ガラス平板を除去した場合の構成を示した平面図であ
る。図９は図８の多芯光ファイバブロックにガラス平板
を取り付けて、Ｄ−Ｄより示した側面図である。
【００４３】図８を参照すれば、多芯光ファイバブロッ
ク４１０は光ファイバ４１２と、基板４１８と、多数の
矩形フェルール４２４と、多数の第１伸縮ブロック４２
６と、多数の第２伸縮ブロック４２８と、多数のスポン
ジ４３０と、ガラス平板４３２を含む。
【００４４】光ファイバ４１２はそれぞれ裸光ファイバ
４１４と被覆４１６を含み、裸光ファイバ４１４の一端
部は被覆４１６が予め設定された長さだけ除去されてい
る。
【００４５】基板４１８はそれぞれ所定の大きさの多数
の受容部４２０を備え、各受容部４２０は上面と前面が
開放された箱形状である。この受容部４２０はフォトリ
ソグラフィにより生成される。
【００４６】各矩形フェルール４２４はこの受容部４２
０内に安着され、備えたホールを通じて裸光ファイバ４
１４が挿入される。裸光ファイバ４１４は、その直径よ
り大きい直径を有する矩形フェルール４２４のホールに
挿入された後、このホールにエポキシ樹脂が注入され固
定される。
【００４７】各第１伸縮ブロック４２６は矩形フェルー
ル４２４の一側面と対向する受容部４２０の内側壁との
間に介在され、予め設定された熱膨脹係数を有する。第
１伸縮ブロック４２６はポリマー、金属などで作られて
いる。
【００４８】各第２伸縮ブロック４２８は矩形フェルー
ル４２４の他側面と対向する受容部４２０の内側壁との
間に介在され、対応する第１伸縮ブロック４２６と異な
る熱膨脹係数を有する。第２伸縮ブロック４２８はポリ
マー、金属などで作られている。
【００４９】この場合に動作温度が変化すると、対応す
る第１伸縮ブロック４２６及び第２伸縮ブロック４２８
の熱膨脹係数が相互に異なっているので、矩形フェルー
ル４２４は第１伸縮ブロック４２６または第２伸縮ブロ
ック４２８の方に移動するようになる。したがって、予
め設定された温度対移動量の条件に合うように、第１伸
縮ブロック４２６及び第２伸縮ブロック４２８の熱膨脹
係数を調節する。
【００５０】各スポンジ４３０は裸光ファイバ４１４が
挿入される矩形フェルール４２４の一端に隣接して位置
し、裸光ファイバ４１４が挿入されるプロセスで発生す
るベンディングを緩和するように機能する。
【００５１】図９を参照すれば、ガラス平板４３２は多
数の受容部４２０を除いた基板４１８の上部面及び光フ
ァイバ４１２にエポキシ樹脂を塗布した状態で基板４１
８上に置かれるようになる。このガラス平板４３２は、
光ファイバ４１２を固定して外部環境から保護する。
【００５２】図１０は、図６及び図８に示す光ファイバ
ブロックを用いる温度非依存性アレイ導波路回折格子モ
ジュールの構成を示すものである。以下、重複する構造
に関する説明は省略する。
【００５３】アレイ導波路回折格子３１０は平面導波路
装置であって、第１スラブ導波路３１４と、アレイ導波
路３１６と、第２スラブ導波路３１８と、第２導波路３
２０とを含む。
【００５４】第１スラブ導波路３１４はその一端が単芯
光ファイバブロック２１０と接続され、その他端がアレ
イ導波路３１６に接続されている。第１スラブ導波路３
１４は光ファイバ２１２を通じて入力された光信号をア
レイ導波路３１６に分配するように機能する。
【００５５】アレイ導波路３１６は相互に異なる長さを
有する多数の導波路を含んでおり、その一端が第１スラ
ブ導波路３１４に接続され、その他端が第２スラブ導波
路３１８に接続されている。
【００５６】第２スラブ導波路３１８はアレイ導波路３
１６を通じて入力された光信号を波長に応じて第２導波
路３２０に分配するように機能する。
【００５７】第２導波路３２０は多数の導波路で構成さ
れ、その一端が第２スラブ導波路３１８に接続され、そ
の他端が多芯光ファイバブロック４１０に接続されてい
る。
【００５８】この場合にアレイ導波路回折格子モジュー
ルの動作温度が変化すると、屈折率の変化により単芯光
ファイバブロック２１０に実装された光ファイバ２１２
と第１スラブ導波路３１４間の結合損失が増加し、単芯
光ファイバブロック２１０は温度変化による第１伸縮ブ
ロック２２６及び第２伸縮ブロック２２８の伸縮により
矩形ブロック２２４を移動させるようになる。すなわ
ち、この矩形ブロック２２４は、第１伸縮ブロック２２
６及び第２伸縮ブロック２２８の熱膨脹係数が異なるこ
とにより、第１伸縮ブロック２２６または第２伸縮ブロ
ック２２８の方向に移動するようになる。その結果、上
述の結合損失を減少させるように光ファイバ２１２と第
１スラブ導波路３１４の再整列が行われる。
【００５９】図１１は、図６及び図８に示す光ファイバ
ブロックを用いる温度非依存性のアレイ導波路回折格子
モジュールの構成を示すものである。以下、重複する構
成に関する説明は省略する。
【００６０】アレイ導波路回折格子５１０は平面導波路
装置であって、第１導波路５１２、第１スラブ導波路５
１４、アレイ導波路５１６及び第２スラブ導波路５１８
を含む。
【００６１】第１導波路５１２は多数の導波路で構成さ
れ、その一端が第１スラブ導波路５１４に接続され、そ
の他端が単芯光ファイバブロック２１０に接続されてい
る。第１導波路５１２は多数の導波路を備え、入力光信
号の波長に応じてその導波路の一つを選択することがで
きる。
【００６２】第１スラブ導波路５１４はその一端が単芯
光ファイバブロック２１０と接続され、その他端がアレ
イ導波路５１６に接続されている。第１スラブ導波路５
１４は第１導波路５１２のうちの一つの導波路を通じて
入力された光信号をアレイ導波路５１６に分配するよう
に機能する。
【００６３】アレイ導波路５１６は相互に異なる長さを
有する多数の導波路を含んでおり、その一端が第１スラ
ブ導波路５１４に接続され、その他端が第２スラブ導波
路５１８に接続されている。
【００６４】第２スラブ導波路５１８はアレイ導波路５
１６を通じて入力された光信号を波長に応じて多芯光フ
ァイバブロック４１０に実装された光ファイバ４１２に
分配するように機能する。
【００６５】この場合にアレイ導波路回折格子モジュー
ルの動作温度が変化すると、出力端の屈折率の変化によ
り多芯光ファイバブロック４１０に実装された光ファイ
バ４１２と第２スラブ導波路５１８間の結合損失が増加
し、多芯光ファイバブロック４１０は温度変化による各
第１伸縮ブロック４２６と対応する各第２伸縮ブロック
４２８の伸縮により矩形ブロック４２４を移動させるよ
うになる。すなわち、この矩形ブロック４２４は、第１
伸縮ブロック４２６及び第２伸縮ブロック４２８の熱膨
脹係数が異なることにより、第１伸縮ブロック４２６ま
たは第２伸縮ブロック４２８の方向に移動するようにな
る。その結果、上述した結合損失を減少させるように光
ファイバ４１２と第２スラブ導波路５１８の再整列が行
われる。
【００６６】
【発明の効果】上述したように、本発明の可変整列型光
ファイバブロックは、温度変化により相互に異なる熱膨
脹係数を有する第１伸縮ブロック及び第２伸縮ブロック
を用いて光ファイバが挿入された矩形フェルールを移動
させることにより、温度変化による光ファイバの再整列
を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による光導波路列格子モジュールの構
成を示す図。
【図２】図１の単芯光ファイバブロックを示す斜視図。
【図３】図２の単芯光ファイバブロックをＡ-Ａにより
示す側面図。
【図４】図１の多芯光ファイバブロックを示す斜視図。
【図５】図４の多芯光ファイバブロックＢ-Ｂに沿って
示す側面図。
【図６】本発明の望ましい第１実施形態による可変整列
型単芯光ファイバブロックから説明の便宜上ガラス平板
を除去した場合の構成を示した平面図。
【図７】図６の単芯光ファイバブロックにガラス平板を
取り付けて、Ｃ-Ｃより示した側面図。
【図８】本発明の望ましい第２実施形態による可変整列
型多芯光ファイバブロックの構成を示す平面図。
【図９】図８の多芯光ファイバブロックにガラス平板を
取り付けて、Ｄ-Ｄより示した側面図。
【図１０】図６及び図８に示す光ファイバブロックを用
いる温度非依存性のアレイ導波路回折格子モジュールの
構成を示す図。
【図１１】図６及び図８による光ファイバブロックを用
いる温度非依存性のアレイ導波路回折格子モジュールの
構成を示す図。
【符号の説明】 ２１０ 単芯光ファイバブロック ２１２、４１２ 光ファイバ ２１４、４１４ 裸光ファイバ ２１６、４１６ 被覆 ２１８、４１８ 基板 ２２０、４２０ 受容部 ２２４、４２４ 矩形フェルール ２２６、４２６ 第１伸縮ブロック ２２８、４２８ 第２伸縮ブロック ２３２、４３２ ガラス平板 ４１０ 多芯光ファイバブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辛 相吉 大韓民国京畿道龍仁市器興邑農書里山14番 地 (72)発明者 李 邦元 大韓民国ソウル特別市瑞草区良才洞97番地 １號 (72)発明者 宋 政桓 大韓民国ソウル特別市松坡区芳夷洞224番 地16號 (72)発明者 兪 相旭 大韓民国京畿道水原市八達区靈通洞ビョッ クジョクゴル八團地アパート826棟801號 (72)発明者 孫 榮奎 大韓民国京畿道水原市長安区水原郵遞局私 書函105 Ｆターム(参考） 2H036 JA02 KA02 LA01 LA07 QA23 2H037 BA24 BA31 DA02 DA04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバ接続のための光ファイバブロ
    ックにおいて、 その一端に受容部を備える基板と、 前記受容部内に配置され、前記光ファイバが挿入される
    ホールを備えるフェルールと、 相互に対向する前記フェルールの一側面と前記受容部の
    内側壁との間に介在され、第１熱膨脹係数を有する第１
    伸縮ブロックと、 相互に対向する前記フェルールの他側面と前記受容部の
    内側壁との間に介在され、第２熱膨脹係数を有する第２
    伸縮ブロックと、を含むことを特徴とする可変整列型光
    ファイバブロック。
  2. 【請求項２】 前記受容部は上面と前面が開放された箱
    形状である請求項１記載の可変整列型光ファイバブロッ
    ク。
  3. 【請求項３】 前記光ファイバが挿入される前記フェル
    ールの一端に隣接して配置されたスポンジをさらに含む
    請求項１記載の可変整列型光ファイバブロック。
  4. 【請求項４】 前記光ファイバを固定するために前記基
    板を覆うガラス平板をさらに含む請求項１記載の可変整
    列型光ファイバブロック。
  5. 【請求項５】 前記第１伸縮ブロック及び第２伸縮ブロ
    ックの熱膨脹係数は予め設定された条件を満たすために
    選択的に調節される請求項１記載の可変整列型光ファイ
    バブロック。
  6. 【請求項６】 前記フェルールは前記第１伸縮ブロック
    及び第２伸縮ブロックの熱膨脹係数の差により前記第１
    伸縮ブロックまたは第２伸縮ブロックに向かって移動す
    る請求項５記載の可変整列型光ファイバブロック。
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