JPH0474874B2 - - Google Patents
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- JPH0474874B2 JPH0474874B2 JP62095011A JP9501187A JPH0474874B2 JP H0474874 B2 JPH0474874 B2 JP H0474874B2 JP 62095011 A JP62095011 A JP 62095011A JP 9501187 A JP9501187 A JP 9501187A JP H0474874 B2 JPH0474874 B2 JP H0474874B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/33—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices exhibiting hole storage or enhancement effect
-
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
- H03K17/601—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors using transformer coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/26—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/28—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
- H03K3/281—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
- H03K3/286—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光パルス発生器、特にレーザーダイオ
ードを用いて光パルスを発生する光パルス発生器
に関する。
ードを用いて光パルスを発生する光パルス発生器
に関する。
光パルスは様々な応用に有効に利用される。1
つの応用例は電気光学的サンプリング装置があ
る。これは、サンプリングされた電気信号により
電界を発生し、その電界強度に応じて立方結晶格
子を歪ませると共に、レーザーダイオードが発生
した幅の狭い光パルスをこの結晶格子を経て光検
出器へ送り、光パルスの強度を異なる偏光方向で
測定するようにした装置である。結晶歪の量、即
ち光パルスが通過している結晶格子内の電界強度
は、光検出器により測定された光パルスの強度か
ら求められる。このサンプリング計測の分解能
は、レーザーダイオードが発生する光パルスのパ
ルス幅と立上り時間とで決まる。即ち、光パルス
のパルス幅が狭くて立上りが急峻であればある
程、このサンプリング計測の分解能は向上する。
つの応用例は電気光学的サンプリング装置があ
る。これは、サンプリングされた電気信号により
電界を発生し、その電界強度に応じて立方結晶格
子を歪ませると共に、レーザーダイオードが発生
した幅の狭い光パルスをこの結晶格子を経て光検
出器へ送り、光パルスの強度を異なる偏光方向で
測定するようにした装置である。結晶歪の量、即
ち光パルスが通過している結晶格子内の電界強度
は、光検出器により測定された光パルスの強度か
ら求められる。このサンプリング計測の分解能
は、レーザーダイオードが発生する光パルスのパ
ルス幅と立上り時間とで決まる。即ち、光パルス
のパルス幅が狭くて立上りが急峻であればある
程、このサンプリング計測の分解能は向上する。
上述のように、サンプリングの精度を向上させ
る為には、パルス幅の狭い遷移の急峻な光パルス
が必要であるが、その為にはレーザーダイオード
に十分に幅の狭い急峻な遷移をする駆動パルスを
印加しなければならない。即ち、幅の狭い魚峻な
電流パルスを発生してレーザーダイオードに流
し、レーザーダイオードから幅が狭くて急峻な光
パルスを放射する駆動装置の実現が望まれてい
た。
る為には、パルス幅の狭い遷移の急峻な光パルス
が必要であるが、その為にはレーザーダイオード
に十分に幅の狭い急峻な遷移をする駆動パルスを
印加しなければならない。即ち、幅の狭い魚峻な
電流パルスを発生してレーザーダイオードに流
し、レーザーダイオードから幅が狭くて急峻な光
パルスを放射する駆動装置の実現が望まれてい
た。
従つて、本発明の目的は幅が狭くて急峻な光パ
ルスを発生することができる改良した装置を提供
することである。
ルスを発生することができる改良した装置を提供
することである。
本発明によれば、パルス幅の狭い急峻な電流パ
ルスをレーザーダイオードに流すことによつて、
光パルスを発生させる。初めに順バイアスしてお
いたステツプ・リカバリ・ダイオード(以下SR
ダイオードと記す)に逆方向電流を流して、順バ
イアス状態から逆バイアス状態に切換えることに
より、SRダイオードの両端に急峻に立上る逆バ
イアス電圧を生成する。この急峻な立上り電圧
は、SRダイオードと並列接続したコンデンサと
レーザーダイオードとの直列回路に印加される。
この急峻な立上り電圧は急峻な電流パルスとなつ
てレーザーダイオードに流れ、レーザーダイオー
ドから幅の狭い急峻な光パルスが放射する。
ルスをレーザーダイオードに流すことによつて、
光パルスを発生させる。初めに順バイアスしてお
いたステツプ・リカバリ・ダイオード(以下SR
ダイオードと記す)に逆方向電流を流して、順バ
イアス状態から逆バイアス状態に切換えることに
より、SRダイオードの両端に急峻に立上る逆バ
イアス電圧を生成する。この急峻な立上り電圧
は、SRダイオードと並列接続したコンデンサと
レーザーダイオードとの直列回路に印加される。
この急峻な立上り電圧は急峻な電流パルスとなつ
てレーザーダイオードに流れ、レーザーダイオー
ドから幅の狭い急峻な光パルスが放射する。
第1図はレーザーダイオードを用いる本発明に
よる光パルス発生器10の一実施例の回路図で、
これによつてレーザーダイオードD2に電流パル
スを流して、幅の狭い急峻な光パルスを発生させ
る。光パルス発生器10は、順バイアス時には電
荷を蓄積しているSRダイオードD1を含んでい
る。SRダイオードD1を順バイアスから急に逆
バイアスに転換すると、蓄積電荷が放電するまで
短時間だけ逆方向に電流が流れる。その蓄積電荷
が完全に放電すると、SRダイオードD1は急激
に逆方向電流を遮断し、それによつてSRダイオ
ードの両端に急峻な立上る逆バイアス電圧を生成
する。この高速に立上る電圧によつて生じる電流
パルスをレーザーダイオードD2に流す。
よる光パルス発生器10の一実施例の回路図で、
これによつてレーザーダイオードD2に電流パル
スを流して、幅の狭い急峻な光パルスを発生させ
る。光パルス発生器10は、順バイアス時には電
荷を蓄積しているSRダイオードD1を含んでい
る。SRダイオードD1を順バイアスから急に逆
バイアスに転換すると、蓄積電荷が放電するまで
短時間だけ逆方向に電流が流れる。その蓄積電荷
が完全に放電すると、SRダイオードD1は急激
に逆方向電流を遮断し、それによつてSRダイオ
ードの両端に急峻な立上る逆バイアス電圧を生成
する。この高速に立上る電圧によつて生じる電流
パルスをレーザーダイオードD2に流す。
SRダイオードD1のアノードは接地され、カ
ソードはコンデンサC及び伝送線12を介してレ
ーザーダイオードD2のアノードに接続されてい
る。このレーザーダイオードD2のカソード接地
されている。SRダイオードD1のカソードは抵
抗器R1を介して負電源(−E)にも接続され、
更に電流発生回路14の出力端にも接続されてい
る。電流パルス発生回路14は、入力電圧パルス
Vinよりトリガされると、高速に立上る電流I1
を発生し、この電流I1はSRダイオードD1の
カソードとコンデンサCとのノード(接続点)1
6へ注入される。定常状態時には、電流パルス発
生回路14の出力電流I1は0で、SRダイオー
ドD1は負電源(−E)により抵抗器R1を介し
て順バイアス状態に維持されている。その後、電
流パルス発生回路14が、入力電圧パルスVinに
より出力電流I1を発生すると、SRダイオード
D1の蓄積電荷により、SRダイオードD1が接
地端へ低インピーダンス線路を形成しているの
で、出力電流I1のほとんどは電流I2として
SRダイオードD1を逆方向に流れる。しかし、
逆電流I2は急速にSRダイオードD1の蓄積電
荷を放電させて完全に放電すると、SRダイオー
ドD1は急激に逆電流I2を遮断し、SRダイオ
ードD1の両端に急峻に立上る逆バイアス電圧V
3を生成する。この電圧V3はコンデンサC、伝
送線12及びレーザーダイオードD2の直列回路
の両端にも印加されているので、レーザーダイオ
ードD2に電流パルスI3が流れて、幅の狭い急
峻な光パルスを発生する。電流パルスI3は急峻
に立上り、コンデンサCを充電するので高速に立
上る。抵抗器R4は伝送線12とコンデンサCと
の接続点と接地間に接続されていて、その抵抗値
は伝送線12の特性インピーダンスと等しい。従
つて、伝送線12はレーザーダイオードD2から
の信号反射を吸収するように終端されている。
ソードはコンデンサC及び伝送線12を介してレ
ーザーダイオードD2のアノードに接続されてい
る。このレーザーダイオードD2のカソード接地
されている。SRダイオードD1のカソードは抵
抗器R1を介して負電源(−E)にも接続され、
更に電流発生回路14の出力端にも接続されてい
る。電流パルス発生回路14は、入力電圧パルス
Vinよりトリガされると、高速に立上る電流I1
を発生し、この電流I1はSRダイオードD1の
カソードとコンデンサCとのノード(接続点)1
6へ注入される。定常状態時には、電流パルス発
生回路14の出力電流I1は0で、SRダイオー
ドD1は負電源(−E)により抵抗器R1を介し
て順バイアス状態に維持されている。その後、電
流パルス発生回路14が、入力電圧パルスVinに
より出力電流I1を発生すると、SRダイオード
D1の蓄積電荷により、SRダイオードD1が接
地端へ低インピーダンス線路を形成しているの
で、出力電流I1のほとんどは電流I2として
SRダイオードD1を逆方向に流れる。しかし、
逆電流I2は急速にSRダイオードD1の蓄積電
荷を放電させて完全に放電すると、SRダイオー
ドD1は急激に逆電流I2を遮断し、SRダイオ
ードD1の両端に急峻に立上る逆バイアス電圧V
3を生成する。この電圧V3はコンデンサC、伝
送線12及びレーザーダイオードD2の直列回路
の両端にも印加されているので、レーザーダイオ
ードD2に電流パルスI3が流れて、幅の狭い急
峻な光パルスを発生する。電流パルスI3は急峻
に立上り、コンデンサCを充電するので高速に立
上る。抵抗器R4は伝送線12とコンデンサCと
の接続点と接地間に接続されていて、その抵抗値
は伝送線12の特性インピーダンスと等しい。従
つて、伝送線12はレーザーダイオードD2から
の信号反射を吸収するように終端されている。
電流パルス発生回路14は、1対の相補型トラ
ンジスタQ1及びQ2を双安定マルチバイブレー
タを構成するように接続している。トランジスタ
Q1はPNP型、トランジスタQ2はNPN型であ
る。トランジスタQ2のベースとトランジスタQ
1のコレクタを相互接続し、トランジスタQ1の
ベースとトランジスタQ2のコレクタを相互接続
している。正電圧源(+E)をトランジスタQ1
のエミツタに接続している。トランジスタQ2の
エミツタはSRダイオードD1のカソードに接続
し、ここ電流パルス発生回路14の出力電流I1
を発生する。電流パルス発生回路14は1次コイ
ルL1と1対の2次コイルL2及びL3を有する
変成器18も含んでいる。2次コイルL2と抵抗
器R2は並列にトランジスタQ1のエミツタとベ
ース間に接続されている。一方、2次コイルL3
と別の抵抗器R3は並列にトランジスタQ2のベ
ースとエミツタ間に接続されている。入力電圧パ
ルスVinは変成器18の1次コイルL1の両端に
印加される。
ンジスタQ1及びQ2を双安定マルチバイブレー
タを構成するように接続している。トランジスタ
Q1はPNP型、トランジスタQ2はNPN型であ
る。トランジスタQ2のベースとトランジスタQ
1のコレクタを相互接続し、トランジスタQ1の
ベースとトランジスタQ2のコレクタを相互接続
している。正電圧源(+E)をトランジスタQ1
のエミツタに接続している。トランジスタQ2の
エミツタはSRダイオードD1のカソードに接続
し、ここ電流パルス発生回路14の出力電流I1
を発生する。電流パルス発生回路14は1次コイ
ルL1と1対の2次コイルL2及びL3を有する
変成器18も含んでいる。2次コイルL2と抵抗
器R2は並列にトランジスタQ1のエミツタとベ
ース間に接続されている。一方、2次コイルL3
と別の抵抗器R3は並列にトランジスタQ2のベ
ースとエミツタ間に接続されている。入力電圧パ
ルスVinは変成器18の1次コイルL1の両端に
印加される。
入力電圧パルスVinが印加される前には、コイ
ルL2とL3はトランジスタQ1及びQ2のベー
スとエミツタ間を夫々直流的に短絡しているの
で、トランジスタQ1及びQ2はオフ状態になつ
ている。従つて、トランジスタQ2のエミツタに
出力される、電流パルス発生回路14の出力電流
I1は0である。この出力電流を発生させる為
に、入力電圧パルスVinが変成器18の1次コイ
ルL1の両端に印加されると、それによつて2次
コイルL2及びL3に幅の狭い電圧パルスV1及
びV2が夫々誘導される。電圧パルスV1及びV
2は夫々同時にトランジスタQ1及びQ2をオン
させ、各トランジスタのコレクタから夫々別のト
ランジスタのベースの正帰還により、トランジス
タQ1とQ2は急速に飽和して、出力電流I1を
急速に増大させてSRダイオードD1に供給する。
ルL2とL3はトランジスタQ1及びQ2のベー
スとエミツタ間を夫々直流的に短絡しているの
で、トランジスタQ1及びQ2はオフ状態になつ
ている。従つて、トランジスタQ2のエミツタに
出力される、電流パルス発生回路14の出力電流
I1は0である。この出力電流を発生させる為
に、入力電圧パルスVinが変成器18の1次コイ
ルL1の両端に印加されると、それによつて2次
コイルL2及びL3に幅の狭い電圧パルスV1及
びV2が夫々誘導される。電圧パルスV1及びV
2は夫々同時にトランジスタQ1及びQ2をオン
させ、各トランジスタのコレクタから夫々別のト
ランジスタのベースの正帰還により、トランジス
タQ1とQ2は急速に飽和して、出力電流I1を
急速に増大させてSRダイオードD1に供給する。
SRダイオードD1に流れる逆電流I2はSRダ
イオードD1が逆電流I2を遮断するまで、トラ
ンジスタQ1及びQ2を飽和状態に維持する。そ
の後、コンデンサCを流れる電流I3は、コンデ
ンサCの充電によつて電流I3がトランジスタQ
1とQ2をオンできない程に下るまでの短時間、
トランジスタQ1及びQ2をオン状態に保つ。そ
の後、トランジスタQ1とQ2はオフになつて電
流I1が0になるので、負電源(−E)により
SRダイオードD1は元通り順バイアス状態に切
換わる。
イオードD1が逆電流I2を遮断するまで、トラ
ンジスタQ1及びQ2を飽和状態に維持する。そ
の後、コンデンサCを流れる電流I3は、コンデ
ンサCの充電によつて電流I3がトランジスタQ
1とQ2をオンできない程に下るまでの短時間、
トランジスタQ1及びQ2をオン状態に保つ。そ
の後、トランジスタQ1とQ2はオフになつて電
流I1が0になるので、負電源(−E)により
SRダイオードD1は元通り順バイアス状態に切
換わる。
第2図は第1図の光パルス発生器10の各信号
Vin,V1及びV3及至I1乃至I3のタイミン
グ波形図である。時点T1で電流パルス発生器1
4に入力電圧Vinが印加されると、変成器18の
2次コイルに電圧パルスV1とV2が誘起する。
トランジスタQ1及びQ2がオンするので、電流
パルス発生回路14の出力電流I1が立上る。時
点T2で、SRダイオードD1の蓄積電荷が完全
に放電し、電流I2が急激に遮断され、D1の両
端の逆バイアス電圧V3を急峻に増加する。電圧
V3によつて電流パルスI3はコンデンサCを介
してレーザーダイオードD2を流れて、光パルス
を放射させる。電流I1及びI3は、コンデンサ
Cの充電につれて急速になくなる。その後、電圧
V3は電流パルス発生回路14がオフになるの
で、SRダイオードD1の順バイアス値まで下る。
その後、パルスVinがオフするとき、前と逆極性
の電圧パルスV1とV2がコイルL1とL2に
夫々誘起するが、これらのパルスは、トランジス
タQ1及びQ2のスイツチ状態に影響を与えな
い。
Vin,V1及びV3及至I1乃至I3のタイミン
グ波形図である。時点T1で電流パルス発生器1
4に入力電圧Vinが印加されると、変成器18の
2次コイルに電圧パルスV1とV2が誘起する。
トランジスタQ1及びQ2がオンするので、電流
パルス発生回路14の出力電流I1が立上る。時
点T2で、SRダイオードD1の蓄積電荷が完全
に放電し、電流I2が急激に遮断され、D1の両
端の逆バイアス電圧V3を急峻に増加する。電圧
V3によつて電流パルスI3はコンデンサCを介
してレーザーダイオードD2を流れて、光パルス
を放射させる。電流I1及びI3は、コンデンサ
Cの充電につれて急速になくなる。その後、電圧
V3は電流パルス発生回路14がオフになるの
で、SRダイオードD1の順バイアス値まで下る。
その後、パルスVinがオフするとき、前と逆極性
の電圧パルスV1とV2がコイルL1とL2に
夫々誘起するが、これらのパルスは、トランジス
タQ1及びQ2のスイツチ状態に影響を与えな
い。
電源(+E)及び(−E)として夫々+15ボル
トと−15ボルトを用いると、電流パルス発生回路
14の出力電流I1のピーク値は、約500ミリア
ンペアとなり、SRダイオードD1が電流I2を
遮断した時生じる逆バイアス電圧V3のピーク値
は10乃至20ボルトで、その立上り時間は35乃至50
ピコ秒である。この電圧V3によつて発生する電
流パルス13のパルス幅は、約200乃至400ピコ秒
である。従つて、本発明の光パルス発生器10で
は、急峻な立上り且つ幅の狭い電流パルスI3を
レーザーダイオードD2に供給してパルス幅の狭
い高出力の光パルスを発生させることができる。
トと−15ボルトを用いると、電流パルス発生回路
14の出力電流I1のピーク値は、約500ミリア
ンペアとなり、SRダイオードD1が電流I2を
遮断した時生じる逆バイアス電圧V3のピーク値
は10乃至20ボルトで、その立上り時間は35乃至50
ピコ秒である。この電圧V3によつて発生する電
流パルス13のパルス幅は、約200乃至400ピコ秒
である。従つて、本発明の光パルス発生器10で
は、急峻な立上り且つ幅の狭い電流パルスI3を
レーザーダイオードD2に供給してパルス幅の狭
い高出力の光パルスを発生させることができる。
以上本発明の好適実施例について説明してきた
が、本発明の要旨を逸脱することなく、様々な変
更や修正を施し得ることは、当業者にとつて明ら
かである。例えば、電流パルス発生回路14に負
の電流パルスを発生するものを用いれば、SRダ
イオード、レーザーダイオード及びバイアス電源
の極性を逆にすればよい。
が、本発明の要旨を逸脱することなく、様々な変
更や修正を施し得ることは、当業者にとつて明ら
かである。例えば、電流パルス発生回路14に負
の電流パルスを発生するものを用いれば、SRダ
イオード、レーザーダイオード及びバイアス電源
の極性を逆にすればよい。
本発明によれば、SRダイオードを利用してレ
ーザーダイオードの駆動パルスを得ることによ
り、急峻に立上るパルス幅の狭い且つ大振幅の駆
動電流パルスが得られるので、急峻でパルス幅の
狭い且つ高出力の光パルスを発生できる。また、
SRダイオードの動作は安定しているので、光パ
ルスの発生する時間的精度が高い上に、回路構成
が簡単であるので安定性も高い。従つて、電気光
学的サンプリング装置等に応用すれば、サンプリ
ング精度及び安定性を著しく向上できる。
ーザーダイオードの駆動パルスを得ることによ
り、急峻に立上るパルス幅の狭い且つ大振幅の駆
動電流パルスが得られるので、急峻でパルス幅の
狭い且つ高出力の光パルスを発生できる。また、
SRダイオードの動作は安定しているので、光パ
ルスの発生する時間的精度が高い上に、回路構成
が簡単であるので安定性も高い。従つて、電気光
学的サンプリング装置等に応用すれば、サンプリ
ング精度及び安定性を著しく向上できる。
第1図は本発明の光パルス発生器の好適実施例
の回路図、第2図は第1図に示した各信号のタイ
ミング波形図である。 14は電流パルス発生回路、D1はステツプ・
リカバリ・ダイオード(SRダイオード)、D2は
レーザーダイオードである。
の回路図、第2図は第1図に示した各信号のタイ
ミング波形図である。 14は電流パルス発生回路、D1はステツプ・
リカバリ・ダイオード(SRダイオード)、D2は
レーザーダイオードである。
Claims (1)
- 1 入力パルスに応じて出力電流パルスを発生す
る電流パルス発生回路と、該電流パルス発生回路
の出力端に一端を接続し、他端を基準電位源に接
続したステツプ・リカバリ・ダイオードと、該ス
テツプ・リカバリ・ダイオードに順バイアス電流
を流すバイアス電流手段と、上記出力端と基準電
位源間にコンデンサを介して接続したレーザーダ
イオードとを具えることを特徴とする光パルス発
生器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US858405 | 1986-04-30 | ||
US06/858,405 US4736380A (en) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | Laser diode driver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62261186A JPS62261186A (ja) | 1987-11-13 |
JPH0474874B2 true JPH0474874B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=25328236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
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---|---|
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EP (1) | EP0244054A3 (ja) |
JP (1) | JPS62261186A (ja) |
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-
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- 1987-01-29 EP EP87300796A patent/EP0244054A3/en not_active Withdrawn
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