JPH04199031A - 活性元素添加光ファイバ部品の製造方法 - Google Patents
活性元素添加光ファイバ部品の製造方法Info
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- JPH04199031A JPH04199031A JP2331535A JP33153590A JPH04199031A JP H04199031 A JPH04199031 A JP H04199031A JP 2331535 A JP2331535 A JP 2331535A JP 33153590 A JP33153590 A JP 33153590A JP H04199031 A JPH04199031 A JP H04199031A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、希土類元素などの活性元素を添加した光ファ
イバ部品の製造方法に関する。
イバ部品の製造方法に関する。
エルビウム(Er)などの希土類元素や遷移金属は、い
わゆる光増幅能を有するので光ファイバレーザや光ファ
イバ増幅などに利用できる。この光ファイバにおいて光
は主にコア中を伝搬するので、希土類元素は通常コア中
に添加される。しかし、希土類元素は励起光でボンピン
グされて光増幅能を有すると同時に、信号光に対しては
光損失要因となるので、コア中へのドープ量の調整など
は極めて難しい。また、光ファイバ中の光は主としてコ
ア中を伝搬するものの、一部はクラッドにもにじみ出す
ので、光ファイバのクラッドに希土類元素をドープした
ときでも、一定程度の光増幅が実現できる。しかしこの
場合には、クラッドの光パワーレベルはコアに比べれば
低いため、希土類元素は高濃度にドープすることが必要
になる。
わゆる光増幅能を有するので光ファイバレーザや光ファ
イバ増幅などに利用できる。この光ファイバにおいて光
は主にコア中を伝搬するので、希土類元素は通常コア中
に添加される。しかし、希土類元素は励起光でボンピン
グされて光増幅能を有すると同時に、信号光に対しては
光損失要因となるので、コア中へのドープ量の調整など
は極めて難しい。また、光ファイバ中の光は主としてコ
ア中を伝搬するものの、一部はクラッドにもにじみ出す
ので、光ファイバのクラッドに希土類元素をドープした
ときでも、一定程度の光増幅が実現できる。しかしこの
場合には、クラッドの光パワーレベルはコアに比べれば
低いため、希土類元素は高濃度にドープすることが必要
になる。
例えば、活性元素として希土類元素を光ファイバへ添加
する方法としては、気相法、及び溶液含浸法が知られて
いる。気相法としては、希土類元素の塩化物を加熱し、
この蒸気を石英ガラスの原料ガス、例えば四塩化ケイ素
と共に反応管内に流すことによって、ガラス合成時に希
土類元素を添加しておく。そして、この希土類元素が添
加されたガラスでロットを作製し、透明化した後にクラ
ッド母材あるいはコア母材を形成して光ファイバを作製
する。この他にも、シリカ粒子の集合体を加熱した後に
透明化する際に、希土類元素の蒸気に晒すことによって
、ガラス内に希土類元素を添加し、光ファイバを形成す
る方法などがある。−方、溶液含浸法としては、シリカ
粒子の集合体を希土類元素のアルコール溶液または水溶
液に浸漬し、次に溶媒を蒸発させてシリカ粒子の集合体
を焼結することにより、希土類元素をガラス体に添加し
、光ファイバを得る方法か知られている。
する方法としては、気相法、及び溶液含浸法が知られて
いる。気相法としては、希土類元素の塩化物を加熱し、
この蒸気を石英ガラスの原料ガス、例えば四塩化ケイ素
と共に反応管内に流すことによって、ガラス合成時に希
土類元素を添加しておく。そして、この希土類元素が添
加されたガラスでロットを作製し、透明化した後にクラ
ッド母材あるいはコア母材を形成して光ファイバを作製
する。この他にも、シリカ粒子の集合体を加熱した後に
透明化する際に、希土類元素の蒸気に晒すことによって
、ガラス内に希土類元素を添加し、光ファイバを形成す
る方法などがある。−方、溶液含浸法としては、シリカ
粒子の集合体を希土類元素のアルコール溶液または水溶
液に浸漬し、次に溶媒を蒸発させてシリカ粒子の集合体
を焼結することにより、希土類元素をガラス体に添加し
、光ファイバを得る方法か知られている。
しかし上述の方法による活性元素添加光ファイバの作製
においては、気相法では希土類元素の蒸気圧か低いこと
からその添加濃度か数ppmから数十ppmが限界であ
る。従って、クラッドに希土類元素をドープするタイプ
のものでは十分な光増幅能を発揮することかできない。
においては、気相法では希土類元素の蒸気圧か低いこと
からその添加濃度か数ppmから数十ppmが限界であ
る。従って、クラッドに希土類元素をドープするタイプ
のものでは十分な光増幅能を発揮することかできない。
一方、溶液含浸法では、数千ppI11程度の高濃度添
加か可能であるが、シリカ粒子の集合体のカサ密度分布
による含浸量かばらつくため、希土類元素がクラットに
均一、かつ高濃度に添加された光ファイバを得ることは
難しい。
加か可能であるが、シリカ粒子の集合体のカサ密度分布
による含浸量かばらつくため、希土類元素がクラットに
均一、かつ高濃度に添加された光ファイバを得ることは
難しい。
これらの方法に対し、ゾルゲル法では、希土類元素を高
濃度に添加でき、かつ濃度会合を生じないようにするこ
とができる。従ってゾルゲル法で得たガラス材料をクラ
ッド母材に用いて光ファイバを紡糸すれば、希土類元素
が均一かつ高濃度にクラッドに添加された光ファイバ部
品を得ることができると考えられる。
濃度に添加でき、かつ濃度会合を生じないようにするこ
とができる。従ってゾルゲル法で得たガラス材料をクラ
ッド母材に用いて光ファイバを紡糸すれば、希土類元素
が均一かつ高濃度にクラッドに添加された光ファイバ部
品を得ることができると考えられる。
ところで、光ファイバ中の光は主としてコアを伝搬する
ものの、その一部はクラッドにもにじみ出し、クラッド
内を伝搬する。特に光ファイバか一部で細径化されてい
る場合には、この細径化部分でクラッドを伝搬する光の
パワー密度か相対的に大きくなる。このため、前述の方
法で、光ファイバの全長にわたってクラッドに活性元素
を添加したときても、一部を細径化させることで比較的
大きな光増幅能を実現することが可能になる。
ものの、その一部はクラッドにもにじみ出し、クラッド
内を伝搬する。特に光ファイバか一部で細径化されてい
る場合には、この細径化部分でクラッドを伝搬する光の
パワー密度か相対的に大きくなる。このため、前述の方
法で、光ファイバの全長にわたってクラッドに活性元素
を添加したときても、一部を細径化させることで比較的
大きな光増幅能を実現することが可能になる。
しかし前述のクラッドを伝搬する光は、光ファイバの細
径化部分において相対的に大きくなるため、クラッド外
部にもにじみ出してしまう場合がある。また、細径化さ
れた部分(光増幅能に寄与する部分)以外の部分では、
クラッドの伝搬光は希土類元素による損失を受ける。特
に、光ファイバ部品が比較的長く、高濃度にドープされ
ているときには、全体の光損失は無視できないものとな
り、十分な光増幅能を発揮しにくくなる。
径化部分において相対的に大きくなるため、クラッド外
部にもにじみ出してしまう場合がある。また、細径化さ
れた部分(光増幅能に寄与する部分)以外の部分では、
クラッドの伝搬光は希土類元素による損失を受ける。特
に、光ファイバ部品が比較的長く、高濃度にドープされ
ているときには、全体の光損失は無視できないものとな
り、十分な光増幅能を発揮しにくくなる。
本発明は、このような課題を解決した活性元素添加光フ
ァイバ部品の製造方法を提供するものである。
ァイバ部品の製造方法を提供するものである。
本発明は、光ファイバの一部を細径化して光ファイバ部
品を形成する第1の工程と、光増幅能を有する活性元素
を添加したゾルゲル法による溶液で、光ファイバ部品の
細径化された部分に被膜を形成する第2の工程と、被覆
膜を透明ガラス化する第3の工程とを備えることを特徴
とする。
品を形成する第1の工程と、光増幅能を有する活性元素
を添加したゾルゲル法による溶液で、光ファイバ部品の
細径化された部分に被膜を形成する第2の工程と、被覆
膜を透明ガラス化する第3の工程とを備えることを特徴
とする。
なお、第3の工程で形成された前記ガラス被膜での屈折
率は、光ファイバ部品の細径化された部分のクラッドで
の屈折率よりも1%程度低いことが望ましい。
率は、光ファイバ部品の細径化された部分のクラッドで
の屈折率よりも1%程度低いことが望ましい。
本発明の構成によれば、光ファイバに形成された細径化
部周囲にはガラス被膜が設けられるため、実効的にクラ
ッドの一部として機能し、伝搬光の一部がこのガラス被
膜にしみ出す。ここで、ガラス被膜はゾルゲル法によっ
て作製されるため、光増幅に寄与する細径化部分の周囲
において、局所的に高濃度、かつ均一に活性元素を添加
することができる。
部周囲にはガラス被膜が設けられるため、実効的にクラ
ッドの一部として機能し、伝搬光の一部がこのガラス被
膜にしみ出す。ここで、ガラス被膜はゾルゲル法によっ
て作製されるため、光増幅に寄与する細径化部分の周囲
において、局所的に高濃度、かつ均一に活性元素を添加
することができる。
また、ガラス被膜の屈折率をクラッドの屈折率よりも1
%程度低くすれば、クラッド外部のガラス被膜ににじみ
出した光を、再びクラッド内部に戻して無駄なく伝送す
ることができる。
%程度低くすれば、クラッド外部のガラス被膜ににじみ
出した光を、再びクラッド内部に戻して無駄なく伝送す
ることができる。
以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図は、実施例に係る製造工程図である。まず、クラ
ッド母材とコア母材とて形成されるプリフォームから紡
糸された光ファイバ1を、石英板2を介してバーナー炎
3で加熱し延伸する(同図(a)図示)。これにより、
光ファイバ1には細径化部分4(同図(b)図示)か設
けられる。−方、ゾルゲル法を用いて、光増幅能を有す
る活性元素を添加した活性元素添加ゾル5を作製し、す
でに形成した光ファイバ1の細径化部分4に塗布し、被
覆膜51を形成する。次に、この被覆膜51を乾燥し、
ゲル化する(第1図(C)図示)。
ッド母材とコア母材とて形成されるプリフォームから紡
糸された光ファイバ1を、石英板2を介してバーナー炎
3で加熱し延伸する(同図(a)図示)。これにより、
光ファイバ1には細径化部分4(同図(b)図示)か設
けられる。−方、ゾルゲル法を用いて、光増幅能を有す
る活性元素を添加した活性元素添加ゾル5を作製し、す
でに形成した光ファイバ1の細径化部分4に塗布し、被
覆膜51を形成する。次に、この被覆膜51を乾燥し、
ゲル化する(第1図(C)図示)。
次にこの光ファイバ1を加熱し、さらに焼結することに
よって、透明化されたガラス被膜6か形成される(同図
(d)図示)。
よって、透明化されたガラス被膜6か形成される(同図
(d)図示)。
以上述べた方法によって、第2図(a)に示される断面
構造を有する光ファイバ部品を得ることかてきる。上記
の実施例は、1本の光ファイバから希土類元素を添加し
た光ファイバ部品を作製するものであるか、2本の光フ
ァイバで光ファイバ部品を作製することもできる。即ち
、2本の光ファイバを加熱、延伸し、細径化部分て融着
させ、この細径化部分に活性元素を添加しfコガラス被
膜を形成したときには、第2図(b)に示されるような
光ファイバ部品か得られる。なお、ガラス被膜6での屈
折率か、クラッドでの屈折率よりも1%程度低くなるよ
うに、上記の活性元素添加ゾルを作製することか望まし
い。
構造を有する光ファイバ部品を得ることかてきる。上記
の実施例は、1本の光ファイバから希土類元素を添加し
た光ファイバ部品を作製するものであるか、2本の光フ
ァイバで光ファイバ部品を作製することもできる。即ち
、2本の光ファイバを加熱、延伸し、細径化部分て融着
させ、この細径化部分に活性元素を添加しfコガラス被
膜を形成したときには、第2図(b)に示されるような
光ファイバ部品か得られる。なお、ガラス被膜6での屈
折率か、クラッドでの屈折率よりも1%程度低くなるよ
うに、上記の活性元素添加ゾルを作製することか望まし
い。
上記の製造工程によって得られた光ファイノ\部品の作
用を、第2図を参照して説明する。同図(a)の光ファ
イバ1のコア11に信号光と励起光を入射すると、細径
化部分4て光がクラッド周囲のガラス被膜6ににしみ出
し、そのガラス被膜6中の活性元素が励起光によってポ
ンピングされる。このとき、ガラス被膜6には信号光も
にじみ出しているので、誘導放出により、いわゆる光増
幅能が発揮される。
用を、第2図を参照して説明する。同図(a)の光ファ
イバ1のコア11に信号光と励起光を入射すると、細径
化部分4て光がクラッド周囲のガラス被膜6ににしみ出
し、そのガラス被膜6中の活性元素が励起光によってポ
ンピングされる。このとき、ガラス被膜6には信号光も
にじみ出しているので、誘導放出により、いわゆる光増
幅能が発揮される。
第2図(b)の光ファイバ部品の場合には、−方の光フ
ァイバーaのコアllaに信号光を入射し、他方の光フ
ァイバーbのコアllbに励起光を入射すると、それぞ
れの細径化部分4a及び4bの融着部7において、光か
細径化部分4a及び4bの周囲に形成されたガラス被膜
6ににじみ出し、上記と同様にして光増幅能が発揮され
る。
ァイバーaのコアllaに信号光を入射し、他方の光フ
ァイバーbのコアllbに励起光を入射すると、それぞ
れの細径化部分4a及び4bの融着部7において、光か
細径化部分4a及び4bの周囲に形成されたガラス被膜
6ににじみ出し、上記と同様にして光増幅能が発揮され
る。
このとき、細径化部分4a及び4b以外のクラッドには
、特に希土類元素はドープされていないので、ここで光
損失を受けることはない。
、特に希土類元素はドープされていないので、ここで光
損失を受けることはない。
次に、本発明者が行った具体的な実施例について説明す
る。まず光ファイバーを、石英板2を介してバーナ炎3
で加熱し、長手方向に延伸した光ファイバーに細径化部
分4を形成する。次に、テトラメトキシシラン10mg
、エチルアルコール15fTl、水10mΩ、塩酸(1
2M)0.12m0.ポリエチレングリコール0.8g
、塩化エルビウム(E r C11・6 H20) 0
、 19 gを混合し、約30分間マグネチックスタ
ーラで撹拌する。この様にして得られた活性元素添加ゾ
ル5に、前述の光ファイバ1を浸し、その後その光ファ
イバ1を引き上げると、前述の細径化部分4に被覆膜5
1か形成される。その後、約12時間空気中で乾燥する
。次いて電気炉中において、500℃中1時間加熱して
焼結し、被覆膜5]を透明化してガラス被膜6を得る。
る。まず光ファイバーを、石英板2を介してバーナ炎3
で加熱し、長手方向に延伸した光ファイバーに細径化部
分4を形成する。次に、テトラメトキシシラン10mg
、エチルアルコール15fTl、水10mΩ、塩酸(1
2M)0.12m0.ポリエチレングリコール0.8g
、塩化エルビウム(E r C11・6 H20) 0
、 19 gを混合し、約30分間マグネチックスタ
ーラで撹拌する。この様にして得られた活性元素添加ゾ
ル5に、前述の光ファイバ1を浸し、その後その光ファ
イバ1を引き上げると、前述の細径化部分4に被覆膜5
1か形成される。その後、約12時間空気中で乾燥する
。次いて電気炉中において、500℃中1時間加熱して
焼結し、被覆膜5]を透明化してガラス被膜6を得る。
このようにして、光増幅能を十分に発揮し得る光ファイ
バ部品を得ることかできる。
バ部品を得ることかできる。
なお、活性元素としては本実施例で用いたE「に限る必
要はなく、光増幅能を有するものであれば他の希土類元
素でも良く、また遷移金属であっても良い。また、ガラ
ス被膜の屈折率はクラッドの屈折率よりも1%程度低く
なっていることが望ましい。この場合には、ガラス被膜
にしみ出した光は、再びクラッドからコアに戻りやすく
なるので、効率の良い光増幅、光伝搬が可能になる。さ
らに、細径化部分の形成は、化学的エツチングでクラッ
ドを薄くすることで行っても良く、機械的研磨によって
行っても良い。
要はなく、光増幅能を有するものであれば他の希土類元
素でも良く、また遷移金属であっても良い。また、ガラ
ス被膜の屈折率はクラッドの屈折率よりも1%程度低く
なっていることが望ましい。この場合には、ガラス被膜
にしみ出した光は、再びクラッドからコアに戻りやすく
なるので、効率の良い光増幅、光伝搬が可能になる。さ
らに、細径化部分の形成は、化学的エツチングでクラッ
ドを薄くすることで行っても良く、機械的研磨によって
行っても良い。
以上説明したように本発明では、クラッドの細径化部分
に形成されたガラス被膜がゾルゲル法により形成される
ので、光増幅能を寄与する部分に活性元素を高濃度に添
加でき、従って効率的な光増幅、レーザ発振、及び光伝
搬を行うことができる光ファイバ部品が得られる。また
、ガラス被膜の屈折率がクラッドよりも低くなるように
すると、光増幅能をさらに十分に発揮し得る光ファイバ
部品を形成することができる。
に形成されたガラス被膜がゾルゲル法により形成される
ので、光増幅能を寄与する部分に活性元素を高濃度に添
加でき、従って効率的な光増幅、レーザ発振、及び光伝
搬を行うことができる光ファイバ部品が得られる。また
、ガラス被膜の屈折率がクラッドよりも低くなるように
すると、光増幅能をさらに十分に発揮し得る光ファイバ
部品を形成することができる。
第1図は本発明の実施例に係る活性元素添加光ファイバ
部品の製造方法の工程図、第2図は実施例により作製し
た光ファイバ部品の断面図である。 1.1a、1 b−=光ファイバ、11.11a111
b・・・コア、2・・石英板、3・・・バーナ炎、4.
4a、4b・・・細径化部分、5・・・活性元素添加ゾ
ル、5]・・・被覆膜、6・・・ガラス被膜、7・・・
融着部。 乾燥、ゲル化 実施例の製造工程 [1図
部品の製造方法の工程図、第2図は実施例により作製し
た光ファイバ部品の断面図である。 1.1a、1 b−=光ファイバ、11.11a111
b・・・コア、2・・石英板、3・・・バーナ炎、4.
4a、4b・・・細径化部分、5・・・活性元素添加ゾ
ル、5]・・・被覆膜、6・・・ガラス被膜、7・・・
融着部。 乾燥、ゲル化 実施例の製造工程 [1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光ファイバの一部を細径化して光ファイバ部品を形
成する第1の工程と、 ゾルゲル法によって光増幅能を有する活性元素を添加し
た溶液で、前記光ファイバ部品の細径化された部分に被
覆膜を形成する第2の工程と、前記被覆膜を透明ガラス
化し、ガラス被膜を形成する第3の工程と を備えることを特徴とする、活性元素添加光ファイバ部
品の製造方法。 2、前記第3の工程で形成された前記ガラス被膜での屈
折率は、前記光ファイバ部品の細径化された部分のクラ
ッドでの屈折率よりも1%程度低いことを特徴とする、
請求項1記載の活性元素添加光ファイバ部品の製造方法
。
Priority Applications (8)
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EP91120356A EP0488266B1 (en) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Optical coupler and method of producing thereof |
ES91120356T ES2089098T3 (es) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Acoplador optico y su metodo de produccion. |
CA002056533A CA2056533C (en) | 1990-11-29 | 1991-11-28 | Optical fiber component, optical coupler and method of producing thereof |
US07/798,913 US5202947A (en) | 1990-11-29 | 1991-11-29 | Optical fiber component optical coupler and method of producing thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6191224B1 (en) | 1998-08-25 | 2001-02-20 | Molecular Optoelectronics Corporation | Dispersion-controlled polymers for broadband fiber optic devices |
US6785461B2 (en) | 1998-08-25 | 2004-08-31 | Molecular Optoelectronics Corp. | Blockless fiber optic attenuators and attenuation systems employing dispersion tailored polymers |
GB9903790D0 (en) * | 1999-02-19 | 1999-04-14 | Protodel International Limited | Optical fibre attenuator and method of attenuating light transmitted through an optical fibre |
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US6483981B1 (en) | 2000-06-28 | 2002-11-19 | Molecular Optoelectronics Corp. | Single-channel attenuators |
US6611649B2 (en) | 2001-03-19 | 2003-08-26 | Molecular Optoelectronics Corporation | Variable optical attenuator with polarization maintaining fiber |
US6681073B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-01-20 | Molecular Optoelectronics Corporation | Fiber optic power control systems and methods |
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---|---|---|---|---|
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US4586784A (en) * | 1983-06-10 | 1986-05-06 | Canadian Patents & Dev. Limited | Modal-insensitive biconical taper couplers |
US4603940A (en) * | 1983-08-30 | 1986-08-05 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic dye amplifier |
US4589725A (en) * | 1984-03-28 | 1986-05-20 | Andrew Corporation | Optical-fiber directional coupler using boron oxide as interstitial material |
GB8813769D0 (en) * | 1988-06-10 | 1988-07-13 | Pirelli General Plc | Optical fibre |
FR2638854B1 (fr) * | 1988-11-10 | 1992-09-04 | Comp Generale Electricite | Amplificateur laser a fibre optique dopee |
JPH0373934A (ja) * | 1989-08-15 | 1991-03-28 | Fujitsu Ltd | 光増幅器 |
US5027079A (en) * | 1990-01-19 | 1991-06-25 | At&T Bell Laboratories | Erbium-doped fiber amplifier |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2331535A patent/JP2948656B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-11-28 CA CA002056533A patent/CA2056533C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-28 ES ES91120356T patent/ES2089098T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-28 EP EP91120356A patent/EP0488266B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-28 DE DE69113403T patent/DE69113403T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-29 US US07/798,913 patent/US5202947A/en not_active Ceased
- 1991-11-29 KR KR1019910021720A patent/KR940004209B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-07-19 US US08/275,738 patent/USRE35222E/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239672A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Panasonic Corp | ファイバレーザ発振器 |
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---|---|
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DE69113403D1 (de) | 1995-11-02 |
DE69113403T2 (de) | 1996-04-04 |
ES2089098T3 (es) | 1996-10-01 |
US5202947A (en) | 1993-04-13 |
EP0488266A2 (en) | 1992-06-03 |
JP2948656B2 (ja) | 1999-09-13 |
USRE35222E (en) | 1996-04-30 |
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CA2056533C (en) | 2000-02-15 |
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