JP2005345951A - 光ファイバアレイおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けることなく、光ファイバを高精度に整列配置した光ファイバアレイおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 アレイ基板１１と、アレイ基板１１の一方の面１１ａに並列に配された光ファイバ集合体１２と、接着剤層１５を介して、光ファイバ集合体１２の先端部を覆うように配された蓋部材１４を備えた光ファイバアレイ１０において、アレイ基板１１および蓋部材１４における光ファイバ集合体１２をなす裸ファイバ１３、１３、・・・の外周面に接する面を平坦とする。位置決め部材１６によって、裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部の外周面を、光ファイバ集合体１２の長手方向と垂直な方向に押圧し、裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部を、その外周面で互いに接触させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）伝送、光スイッチなどに利用される光ファイバアレイおよびその製造方法に関するものである。

光ファイバアレイは、複数の位置決め溝が正確なピッチで設けられたアレイ基板と、この位置決め溝に収容、固定されることにより、正確なピッチで整列配置された光ファイバとを備えた光部品である。この光ファイバアレイは、半導体レーザや光導波路部品との光接合部として利用されている。

図９は、従来の光ファイバアレイを示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
この光ファイバアレイ１００は、アレイ基板１０１と、テープファイバ１０２と、蓋部材１０４とから概略構成されている。
この光ファイバアレイ１００では、アレイ基板１０１の一方の面１０１ａに一定のピッチで並列に形成された複数のＶ溝１０１ｂに、テープファイバ１０２の被覆を除去して露出させた複数の裸ファイバ１０３が収容されている。この複数の裸ファイバ１０３は、Ｖ溝１０１ｂに収容されることにより、一定のピッチで整列配置されている。また、Ｖ溝１０１ｂに収容された裸ファイバ１０３は、接着剤層１０５を介して、蓋部材１０４で覆われている。また、図９（ｂ）に示すように、裸ファイバ１０３の表面には蓋部材１０４の下面が接触しており、接着剤層１０５は、裸ファイバ１０３によって、アレイ基板１０１と蓋部材１０４の間の部分（図９（ｂ）中に符号１０５Ａで示した部分）と、Ｖ溝１０１ｂの下部（図９（ｂ）中に符号１０５Ｂで示した部分）とに仕切られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、このようにアレイ基板に形成されたＶ溝に裸ファイバを収容し、配列させる構造の光ファイバアレイは、アレイ基板に高精度にＶ溝を形成し、このＶ溝に裸ファイバを収容する必要があるので、製造コストが嵩むという問題があった。

また、このような構造の光ファイバアレイは、アレイ基板に形成されたＶ溝の精度によって、その精度が決定してしまう。そのため、裸ファイバをＶ溝に収容した後には、光ファイバアレイのピッチなどを修正することが難しいという問題があった。

さらに、多心のテープファイバを用いる場合、アレイ基板に形成される多数のＶ溝の深さやピッチを、高精度に一致させることが非常に難しいという問題があった。
特開２０００−３３８３５４号公報

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けることなく、光ファイバを一定のピッチで高精度に整列配置した光ファイバアレイおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、アレイ基板と、該アレイ基板の表面に並列に配された光ファイバ集合体と、接着剤層を介して、該光ファイバ集合体の先端部を覆うように配された蓋部材を備えた光ファイバアレイであって、前記アレイ基板および前記蓋部材における前記光ファイバ集合体をなす複数の裸ファイバの外周面に接する面が平坦である光ファイバアレイを提供する。

上記構成の光ファイバアレイにおいて、前記複数の裸ファイバの先端部の外周面を、前記光ファイバ集合体の幅方向に押圧し、前記複数の裸ファイバの先端部を、その外周面で互いに接触させる部材を備えたことが好ましい。

本発明は、光ファイバ集合体の被覆を除去して複数の裸ファイバを露出させ、アレイ基板上に並列に配する工程と、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部を蓋部材で覆う工程と、位置決め部材によって、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部の外周面を押圧し、隣り合う裸ファイバの先端部を、その外周面で互いに接触させる工程と、接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を前記アレイ基板上に固定する工程と、前記アレイ基板の両側面および前記蓋部材の両側面から突出している位置決め部材を切断する工程を備えた光ファイバアレイの製造方法を提供する。

本発明は、光ファイバ集合体の被覆を除去して複数の裸ファイバを露出させ、アレイ基板上に並列に配する工程と、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部を蓋部材で覆う工程と、位置決めブロックによって、前記アレイ基板上に前記複数の裸ファイバを整列配置する工程と、第一の接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を前記アレイ基板上に固定する工程と、第二の接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記光ファイバ集合体をなす被覆部の一部を前記アレイ基板上に固定する工程と、前記アレイ基板、前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を切断することにより接続端面を形成する工程を備えた光ファイバアレイの製造方法を提供する。

本発明の光ファイバアレイは、アレイ基板の平坦面と蓋部材平坦面によって、複数の裸ファイバの外周面を挟んでいるから、複数の裸ファイバの位置精度は、その外径によって決定されるため、複数の裸ファイバが高精度に配されたものとなる。
また、本発明の光ファイバアレイは、位置決め部材によって、複数の裸ファイバの先端部の外周面が押圧され、隣り合う裸ファイバの先端部が、その外周面で互いに接しているから、複数の裸ファイバが一定のピッチで高精度に整列配置されたものとなる。

本発明の光ファイバアレイの製造方法によれば、位置決め部材によって、複数の裸ファイバの先端部の外周面を押圧することにより、隣り合う裸ファイの先端部を、その外周面で互いに接触させるから、アレイ基板上に複数の裸ファイバを一定のピッチで高精度に整列配置した光ファイバアレイを製造することができる。したがって、本発明の光ファイバアレイの製造方法によれば、アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けて、この位置決め部に裸ファイバを収容することにより、複数の裸ファイバを配列する必要がなくなる。その結果、光ファイバアレイの製造コストを低減することができる。

また、本発明の光ファイバアレイの製造方法によれば、複数の裸ファイバ、位置決めブロックに設けられたＶ溝などの位置決め部に嵌め込んで、アレイ基板上に一定のピッチで整列配置した後、接着剤によって、複数の裸ファイバをアレイ基板上に固定するから、アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けて、この位置決め部に裸ファイバを収容することなく、複数の裸ファイバを一定のピッチで高精度に整列配置した光ファイバアレイを製造することができる。したがって、本発明の光ファイバアレイの製造方法によれば、光ファイバアレイの製造コストを低減することができる。また、位置決めブロックを、繰り返し使用することができるから、品質のばらつきの少ない光ファイバアレイを製造することができる。

以下、本発明を実施した光ファイバアレイについて、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る光ファイバアレイの第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
この実施形態の光ファイバアレイ１０は、アレイ基板１１と、光ファイバ集合体１２と、蓋部材１４と、接着剤層１５と、位置決め部材１６とから概略構成されている。

光ファイバアレイ１０では、アレイ基板１１の一方の面１１ａ上に、光ファイバ集合体１２の被覆を除去して露出させた複数の裸ファイバ１３、１３、・・・が並列に配され、接着剤層１５によって固定されている。また、この裸ファイバ１３、１３、・・・は、少なくともその先端部の外周面において、位置決め部材１６、１６によって、その幅方向、かつ、その配列の中心線方向に押圧されることにより、隣り合う裸ファイバ１３の外周面が互いに接している。また、アレイ基板１１上に配された裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部の外周面には蓋部材１４の一方の面１４ａが接触し、この蓋部材１４は接着剤層１５を介して、裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部の外周面上に固定されている。

アレイ基板１１は、石英などからなる平面形状が矩形の板状体であり、その裸ファイバ１３の先端部の外周面と接する面（アレイ基板１１の一方の面１１ａ）が平坦となっている。また、アレイ基板１１の端面１１ｂは、アレイ基板１１の他方の面１１ｃ（底面）に対して垂直となるように研磨され、光ファイバアレイ１０の接続端面となっている。

光ファイバ集合体１２は、例えば、複数の光ファイバ素線が平行に配列され、その被覆層の一部または全部が固定部材の接着剤によって、密着するように固定され、テープ状に形成されたものである。

また、光ファイバ集合体１２の被覆を除去して露出させた複数の裸ファイバ１３、１３、・・・の先端面１３ａは、アレイ基板１１の他方の面１１ｃに対して垂直となるように研磨され、光ファイバアレイ１０の接続端面となっている。

蓋部材１４は、石英などからなる平面形状が矩形の板状体であり、その裸ファイバ１３の先端部の外周面と接する面（蓋部材１４の一方の面１４ａ）が平坦となっている。また、蓋部材１４の端面１４ｂは、アレイ基板１１の他方の面１１ｃに対して垂直となるように研磨され、光ファイバアレイ１０の接続端面となっている。

接着剤層１５をなす接着剤としては、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などの紫外線硬化型樹脂が用いられる。

位置決め部材１６は、石英などからなる棒状体であり、少なくとも裸ファイバ１３の先端部の外周面に接触させることができる大きさとなっている。また、位置決め部材１６の裸ファイバ１３と接していない側の端面が、アレイ基板１１の側面および蓋部材１４の側面と同一面上に配されている。

この実施形態の光ファイバアレイ１０では、アレイ基板１１の平坦面と蓋部材１４平坦面によって、裸ファイバ１３、１３、・・・を挟んでいるから、裸ファイバ１３、１３、・・・の位置精度は、その外径によって決定される。したがって、光ファイバアレイ１０は、裸ファイバ１３、１３、・・・が高精度に配されたものとなる。また、光ファイバアレイ１０は、位置決め部材１６、１６によって、裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部の外周面が押圧され、隣り合う裸ファイバ１３、１３、・・・の先端部が、その外周面で互いに接しているから、裸ファイバ１３、１３、・・・が一定のピッチ（例えば、裸ファイバ１３の外径１２５μｍと等しい間隔）で高精度に整列配置されたものとなる。

次に、図２を参照して、この実施形態における光ファイバアレイの製造方法について説明する。

まず、光ファイバ集合体（図示略）の被覆を除去して裸ファイババ２２、２２、・・・を露出させ、図２（ａ）に示すように、アレイ基板２１の一方の面２１ａ上に、裸ファイバ２２、２２、・・・を並列に配する。

次いで、アレイ基板２１の一方の面２１ａおよび裸ファイバ２２、２２を覆うように紫外線硬化型樹脂２３を塗布する。その後、図２（ｂ）に示すように、アレイ基板２１上に配された裸ファイバ２２、２２、・・・の先端部の外周面に、蓋部材２４の一方の面２４ａが接触するように、蓋部材２４で裸ファイバ２２、２２、・・・の先端部を覆う。

次いで、図２（ｃ）に示すように、位置決め部材２５、２５によって、光ファイバ集合体をなす裸ファイバ２２、２２、・・・のうち、両側の裸ファイバ２２、２２の先端部の外周面を、その幅方向、かつ、その配列の中心線方向（図２（ｃ）中の矢印方向）に押圧し、隣り合う裸ファイバ２２、２２、・・・の先端部を、その外周面で互いに接触させる。

次いで、図２（ｄ）に示すように、ＵＶランプなどの光源から紫外線硬化型樹脂２３に紫外線を照射し、この紫外線硬化型樹脂２３を硬化させて、接着剤層２６を形成する。その後、アレイ基板２１の両側面および蓋部材２４の両側面から突出している位置決め部材２５、２５を切断して、位置決め部材２５、２５の裸ファイバ２２と接していない側の端面を、アレイ基板２１の側面および蓋部材２４の側面と同一面上に配することにより、光ファイバアレイ２０を得る。

この実施形態の光ファイバアレイの製造方法では、位置決め部材２５、２５によって、裸ファイバ２２、２２、・・・の先端部の外周面を押圧することにより、隣り合う裸ファイバ２２、２２、・・・の先端部を、その外周面で互いに接触させるから、アレイ基板２１の一方の面２１ａ上で裸ファイバ２２、２２、・・・を一定のピッチで高精度に整列配置した光ファイバアレイを製造することができる。したがって、この実施形態の光ファイバアレイの製造方法によれば、アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けて、この位置決め部に裸ファイバを収容する（嵌め込む）ことにより、複数の裸ファイバを配列する必要がなくなる。その結果、光ファイバアレイの製造コストを低減することができる。

図３は、本発明に係る光ファイバアレイの第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
この実施形態の光ファイバアレイ３０は、アレイ基板３１と、光ファイバ集合体３２と、蓋部材３４と、第一の接着剤層３５、第二の接着剤層３６とから概略構成されている。

光ファイバアレイ３０では、アレイ基板３１の一方の面３１ａ上に、光ファイバ集合体３２の被覆を除去して露出させた複数の裸ファイバ３３、３３、・・・が並列に配され、第一の接着剤層３５を介して固定されている。また、この裸ファイバ３３、３３、・・・は、少なくともその先端部の外周面において、隣り合う裸ファイバ３３の外周面が互いに接している。また、アレイ基板３１上に配された裸ファイバ３３、３３、・・・の先端部の外周面には蓋部材３４の一方の面３４ａが接触し、この蓋部材３４は第一の接着剤層３５を介して、裸ファイバ３３、３３、・・・の先端部の外周面上に固定されている。さらに、裸ファイバ３３、３３、・・・の蓋部材３４が接触していない部分、および、光ファイバ集合体３２の被覆部のうち裸ファイバ３３、３３、・・・側の部分の一部が第二の接着剤層３６に覆われ、この第二の接着剤層３６を介してアレイ基板３１の一方の面３１ａ上に固定されている。

アレイ基板３１は、上記アレイ基板１１と同様のものが用いられる。また、アレイ基板３１の端面３１ｂは、アレイ基板３１の他方の面３１ｃ（底面）に対して垂直、または、８°傾斜するように研磨され、光ファイバアレイ３０の接続端面となっている。

光ファイバ集合体３２は、上記光ファイバ集合体１２と同様のものが用いられる。
また、光ファイバ集合体３２の被覆を除去して露出させた複数の裸ファイバ３３、３３、・・・の先端面３３ａは、アレイ基板３１の他方の面３１ｃに対して垂直、または、８°傾斜するように研磨され、光ファイバアレイ３０の接続端面となっている。

蓋部材３４は、上記蓋部材１４と同様のものが用いられる。また、蓋部材３４の端面３４ｂは、アレイ基板３１の他方の面３１ｃに対して垂直、または、８°傾斜するように研磨され、光ファイバアレイ３０の接続端面となっている。

第一の接着剤層３５および第二の接着剤層３６をなす接着剤としては、上記接着剤層１５をなす接着剤と同様のものが用いられる。

この実施形態の光ファイバアレイ３０では、アレイ基板３１の平坦面と蓋部材３４平坦面によって、裸ファイバ３３、３３、・・・の外周面を挟んでいるから、裸ファイバ３３、３３、・・・の位置精度は、その外径によって決定される。したがって、光ファイバアレイ３０は、裸ファイバ３３、３３、・・・が高精度に配されたものとなる。

次に、図４〜図８を参照して、この実施形態における光ファイバアレイの製造方法について説明する。

まず、光ファイバ集合体４２の被覆を除去して裸ファイババ４３、４３、・・・を露出させ、アレイ基板４１の一方の面４１ａ上に、裸ファイバ４３、４３、・・・を並列に配する。この工程では、裸ファイバ４３、４３、・・・を長めに露出させておく。

次いで、アレイ基板４１上に配された裸ファイバ４３、４３、・・・の先端部近傍の外周面に、蓋部材４４の一方の面４４ａが接触するように、蓋部材４４で裸ファイバ４３、４３、・・・の先端部近傍の部分を覆う。この工程では、図４（ａ）に示すように、後段の工程において、位置決めブロックを配置することができる程度に、裸ファイバ４３、４３、・・・の先端部に空間を設けておく。

次いで、図５および図６に示すように、裸ファイバ４３、４３、・・・の蓋部材４４で覆われていない部分（図５および図６において、蓋部材４４よりも裸ファイバ４３、４３、・・・の先端面側の部分、および、光ファイバ集合体４２の被覆部側の部分）を、位置決めブロック５０をなす第一のブロック５１の端面５１ａ、第二のブロック５２の端面５２ａにそれぞれ設けられたＶ溝などの位置決め部に嵌め込んで、アレイ基板４１の一方の面４１ａ上に押さえ付けることにより、この一方の面４１ａ上に裸ファイバ４３、４３、・・・を一定のピッチで整列配置する。

なお、第一のブロック５１の端面５１ａ、第二のブロック５２の端面５２ａに設けられるＶ溝などの位置決め部のピッチは、光ファイバアレイと接続される半導体レーザや光導波路部品などの導波路のピッチなどに応じて適宜設定される。例えば、裸ファイバ４３、４３、・・・の配列ピッチをハーフピッチとする場合、位置決め部を、図８（ａ）に示すようなピッチで形成する。また、ファイバ４３、４３、・・・の配列ピッチをフルピッチとする場合、位置決め部を、図８（ｂ）に示すようなピッチで形成する。

次いで、位置決めブロック５０を取り外し、裸ファイバ４３、４３、・・・を覆うように、アレイ基板４１と蓋部材４４との間に紫外線硬化型樹脂を塗布する。その後、ＵＶランプなどの光源から紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、この紫外線硬化型樹脂を硬化させて、図７（ａ）に示すように、第一の接着剤層４５を形成する。
なお、第一の接着剤層４５の形成を、位置決めブロック５０で裸ファイバ４３、４３、・・・を押さえ付けた状態で行ってもよい。このようにすれば、位置決めブロック５０により整列した裸ファイバ４３、４３、・・・の配列ピッチを高精度に保ったまま、裸ファイバ４３、４３、・・・をアレイ基板４１の一方の面４１ａ上に固定することができる。

次いで、裸ファイバ４３、４３、・・・の蓋部材４４が接触していない部分、および、光ファイバ集合体４２の被覆部のうち裸ファイバ４３、４３、・・・側の部分の一部に紫外線硬化型樹脂を塗布する。その後、ＵＶランプなどの光源から紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、この紫外線硬化型樹脂を硬化させて、図７（ｂ）に示すように、第二の接着剤層４６を形成する。

次いで、図７（ｃ）に示すように、Ａ−Ａで示す破線に沿って、アレイ基板４１、裸ファイバ４３、蓋部材４４および第一の接着剤層４５を、これらの長手方向と交差する方向に切断することにより、図７（ｄ）に示す光ファイバアレイ４０を得る。この工程では、光ファイバアレイ４０を構成する部材を切断することにより、その接続端面４０ａを、光ファイバアレイ４０を構成する部材の長手方向と垂直、または、これらの部材の長手方向に対して８°傾斜させる。

この実施形態の光ファイバアレイの製造方法では、裸ファイバ４３、４３、・・・を、位置決めブロック５０に設けられたＶ溝などの位置決め部に嵌め込んで、アレイ基板４１の一方の面４１ａ上に一定のピッチで整列配置した後、接着剤によって、裸ファイバ４３、４３、・・・をアレイ基板４１の一方の面４１ａ上に固定するから、アレイ基板にＶ溝などの位置決め部を設けて、この位置決め部に裸ファイバを収容することなく、裸ファイバ４３、４３、・・・を一定のピッチで高精度に整列配置した光ファイバアレイを製造することができる。したがって、この実施形態の光ファイバアレイの製造方法によれば、光ファイバアレイの製造コストを低減することができる。また、位置決めブロック５０を、繰り返し使用することができるから、品質のばらつきの少ない光ファイバアレイを製造することができる。

本発明に係る光ファイバアレイの第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法の第一の実施形態を示す概略正面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法の第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法の第二の実施形態を示す概略側面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法の第二の実施形態を示す概略側面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法の第二の実施形態を示す概略側面図である。 本発明に係る光ファイバアレイの製造方法で用いられる位置決めブロックを示す概略正面図である。 従来の光ファイバアレイを示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０・・・光ファイバアレイ、１１，２１，３１，４１・・・アレイ基板、１２，３２，４２・・・光ファイバ集合体、１３，２２，３３，４３・・・裸ファイバ、１４，２４，３４，４４・・・蓋部材、１５，２６・・・接着剤層、１６，２５・・・位置決め部材、２３・・・紫外線硬化型樹脂、３５，４５・・・第一の接着剤層、３６，４６・・・第二の接着剤層、５０・・・位置決めブロック、５１・・・第一のブロック、５２・・・第二のブロック。

Claims (4)

1. アレイ基板と、該アレイ基板の表面に並列に配された光ファイバ集合体と、接着剤層を介して、該光ファイバ集合体の先端部を覆うように配された蓋部材を備えた光ファイバアレイであって、
   前記アレイ基板および前記蓋部材における前記光ファイバ集合体をなす複数の裸ファイバの外周面に接する面が平坦であることを特徴とする光ファイバアレイ。
2. 前記複数の裸ファイバの先端部の外周面を、前記光ファイバ集合体の幅方向に押圧し、前記複数の裸ファイバの先端部を、その外周面で互いに接触させる部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ファイバアレイ。
3. 光ファイバ集合体の被覆を除去して複数の裸ファイバを露出させ、アレイ基板上に並列に配する工程と、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部を蓋部材で覆う工程と、位置決め部材によって、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部の外周面を押圧し、隣り合う裸ファイバの先端部を、その外周面で互いに接触させる工程と、接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を前記アレイ基板上に固定する工程と、前記アレイ基板の両側面および前記蓋部材の両側面から突出している位置決め部材を切断する工程を備えたことを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
4. 光ファイバ集合体の被覆を除去して複数の裸ファイバを露出させ、アレイ基板上に並列に配する工程と、前記アレイ基板上に並列に配された複数の裸ファイバの先端部を蓋部材で覆う工程と、位置決めブロックによって、前記アレイ基板上に前記複数の裸ファイバを整列配置する工程と、第一の接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を前記アレイ基板上に固定する工程と、第二の接着剤層を介して前記複数の裸ファイバおよび前記光ファイバ集合体をなす被覆部の一部を前記アレイ基板上に固定する工程と、前記アレイ基板、前記複数の裸ファイバおよび前記蓋部材を切断することにより接続端面を形成する工程を備えたことを特徴とする光ファイバアレイの製造方法。
   
   

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