JPH0575198A - 光増幅装置 - Google Patents
光増幅装置Info
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- JPH0575198A JPH0575198A JP3238029A JP23802991A JPH0575198A JP H0575198 A JPH0575198 A JP H0575198A JP 3238029 A JP3238029 A JP 3238029A JP 23802991 A JP23802991 A JP 23802991A JP H0575198 A JPH0575198 A JP H0575198A
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- optical fiber
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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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
- H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
Abstract
(57)【要約】
【目的】周囲温度や入力光信号の波長などに影響される
こと無く安定的な利得で光信号の増幅を行い、安定的な
出力を得る。 【構成】希土類ドープ光ファイバ１の出力光を、光分岐
器５、フィルタ８およびフォトダイオード７で抽出し、
電気信号に変換する。そして得た電気信号を前置増幅器
９および積分器１０により直流信号に変換し、この直流
信号のレベルと基準電源１２が発生する予め設定された
基準レベルとをコンパレータ１１により比較する。駆動
回路１３がコンパレータ１１の比較結果を受けて、レー
ザダイオード３の発光量、すなわち励起用レーザ光の大
きさを調整する。
こと無く安定的な利得で光信号の増幅を行い、安定的な
出力を得る。 【構成】希土類ドープ光ファイバ１の出力光を、光分岐
器５、フィルタ８およびフォトダイオード７で抽出し、
電気信号に変換する。そして得た電気信号を前置増幅器
９および積分器１０により直流信号に変換し、この直流
信号のレベルと基準電源１２が発生する予め設定された
基準レベルとをコンパレータ１１により比較する。駆動
回路１３がコンパレータ１１の比較結果を受けて、レー
ザダイオード３の発光量、すなわち励起用レーザ光の大
きさを調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、励起用発光手段で発し
た光により増幅用光ファイバを励起することにより入力
光を増幅する光増幅装置に関する。
た光により増幅用光ファイバを励起することにより入力
光を増幅する光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光信号を電気信号に変換すること
無く、直接増幅することができる光増幅装置、いわゆる
光ファイバ増幅装置が開発されている。
無く、直接増幅することができる光増幅装置、いわゆる
光ファイバ増幅装置が開発されている。
【０００３】この光ファイバ増幅装置は、入力された光
信号に励起用レーザ発振器で発した励起用レーザ光を合
波したのち、希土類ドープ光ファイバに入力することに
より、希土類ドープ光ファイバでは励起用レーザ光によ
り励起されて誘導放出が生じ、この誘導放出により光信
号が増幅される。
信号に励起用レーザ発振器で発した励起用レーザ光を合
波したのち、希土類ドープ光ファイバに入力することに
より、希土類ドープ光ファイバでは励起用レーザ光によ
り励起されて誘導放出が生じ、この誘導放出により光信
号が増幅される。
【０００４】ところで従来の光ファイバ増幅装置では、
励起用レーザ発振器の光出力に応じて利得が変化してし
まうため、利得を一定とするために励起用レーザ発振器
の光出力が一定となるように制御している。
励起用レーザ発振器の光出力に応じて利得が変化してし
まうため、利得を一定とするために励起用レーザ発振器
の光出力が一定となるように制御している。
【０００５】しかし希土類ドープ光ファイバでの利得
は、周囲温度によって変化するため、励起用レーザ発振
器の光出力が一定であっても、光ファイバ増幅装置とし
ての利得は周囲温度によって変化してしまう。また希土
類ドープ光ファイバでの利得は、入力光信号の波長によ
っても変化する。例えば、入力光信号の波長が0.01μｍ
ずれただけで利得が10dBも変化する場合がある。
は、周囲温度によって変化するため、励起用レーザ発振
器の光出力が一定であっても、光ファイバ増幅装置とし
ての利得は周囲温度によって変化してしまう。また希土
類ドープ光ファイバでの利得は、入力光信号の波長によ
っても変化する。例えば、入力光信号の波長が0.01μｍ
ずれただけで利得が10dBも変化する場合がある。
【０００６】これらの点を解消すべく、飽和領域で動作
させることが考えられる。しかしながらこの場合には、
入力光信号のレベルとして、飽和レベルに増幅可能なレ
ベル、すなわち比較的高いレベルを必要とするため、本
来有している利得を十分に発揮することができなくなっ
てしまう。また光通信等における中継器に適用する場
合、入力光信号のレベルが飽和レベルに増幅可能なレベ
ル以下となる前に中継しなければならないために、中継
間隔が短くなり、中継器を多く必要としてしまう。さら
に、飽和出力であっても周囲温度の変化により利得の変
化が比較的少ないものの生じるため、利得の変動を補償
しきれない。
させることが考えられる。しかしながらこの場合には、
入力光信号のレベルとして、飽和レベルに増幅可能なレ
ベル、すなわち比較的高いレベルを必要とするため、本
来有している利得を十分に発揮することができなくなっ
てしまう。また光通信等における中継器に適用する場
合、入力光信号のレベルが飽和レベルに増幅可能なレベ
ル以下となる前に中継しなければならないために、中継
間隔が短くなり、中継器を多く必要としてしまう。さら
に、飽和出力であっても周囲温度の変化により利得の変
化が比較的少ないものの生じるため、利得の変動を補償
しきれない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の光
増幅装置は、周囲温度の変化および入力光信号の波長の
変化に起因する希土類ドープ光ファイバの利得変化によ
り、光増幅器としての利得が変化してしまい、出力光信
号が不安定となるという不具合があった。
増幅装置は、周囲温度の変化および入力光信号の波長の
変化に起因する希土類ドープ光ファイバの利得変化によ
り、光増幅器としての利得が変化してしまい、出力光信
号が不安定となるという不具合があった。
【０００８】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、周囲温度や入
力光信号の波長などに影響されること無く安定的な利得
で光信号の増幅を行え、安定的な出力を得ることができ
る光増幅装置を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、周囲温度や入
力光信号の波長などに影響されること無く安定的な利得
で光信号の増幅を行え、安定的な出力を得ることができ
る光増幅装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば希土類
ドープ光ファイバなどの増幅用光ファイバの出力光のレ
ベルを検出する、例えば光分岐器、フィルタ、フォトダ
イオード、前置増幅器および積分器からなるレベル検出
手段と、このレベル検出手段の検出結果と予め設定され
た基準レベルとを比較する例えばコンパレータなどの比
較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じて、前
記励起用発光手段の発光量を可変制御するようにした。
ドープ光ファイバなどの増幅用光ファイバの出力光のレ
ベルを検出する、例えば光分岐器、フィルタ、フォトダ
イオード、前置増幅器および積分器からなるレベル検出
手段と、このレベル検出手段の検出結果と予め設定され
た基準レベルとを比較する例えばコンパレータなどの比
較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じて、前
記励起用発光手段の発光量を可変制御するようにした。
【００１０】
【作用】このような手段を講じたことにより、増幅用光
ファイバの出力光のレベルが検出され、そのレベルに応
じて励起用発光手段の発光量が調整される。すなわち、
周囲温度や入力光信号の波長の変動による利得の変化
が、励起用光の大きさによる利得の変化によって補償さ
れる。
ファイバの出力光のレベルが検出され、そのレベルに応
じて励起用発光手段の発光量が調整される。すなわち、
周囲温度や入力光信号の波長の変動による利得の変化
が、励起用光の大きさによる利得の変化によって補償さ
れる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き説明する。図１は本実施例に係る光増幅装置の構成を
示す図である。この光増幅装置は、例えばＥｒ（エルビ
ウム）などの希土類を添加した光ファイバ（希土類ドー
プ光ファイバ）、光合波器２、レーザダイオード３、ア
イソレータ４、光分岐器５、アイソレータ６、フォトダ
イオード７、フィルタ８、前置増幅器９、積分器１０、
コンパレータ１１、基準電源１２および駆動回路１３よ
りなる。
き説明する。図１は本実施例に係る光増幅装置の構成を
示す図である。この光増幅装置は、例えばＥｒ（エルビ
ウム）などの希土類を添加した光ファイバ（希土類ドー
プ光ファイバ）、光合波器２、レーザダイオード３、ア
イソレータ４、光分岐器５、アイソレータ６、フォトダ
イオード７、フィルタ８、前置増幅器９、積分器１０、
コンパレータ１１、基準電源１２および駆動回路１３よ
りなる。
【００１２】次に以上のように構成された光増幅装置の
動作を説明する。まず、入力された光信号は、光合波器
２でレーザダイオード３で発せられた励起用レーザ光と
合波されたのち、希土類ドープ光ファイバ１に入力され
る。希土類ドープ光ファイバ１はレーザダイオード３で
発せられた励起用レーザ光により励起され、誘導放出が
生じる。そしてこの誘導放出により光信号が増幅され
る。
動作を説明する。まず、入力された光信号は、光合波器
２でレーザダイオード３で発せられた励起用レーザ光と
合波されたのち、希土類ドープ光ファイバ１に入力され
る。希土類ドープ光ファイバ１はレーザダイオード３で
発せられた励起用レーザ光により励起され、誘導放出が
生じる。そしてこの誘導放出により光信号が増幅され
る。
【００１３】希土類ドープ光ファイバ１の出力は、光分
岐器５に与えられる。光分岐器５は、希土類ドープ光フ
ァイバ１の出力を分岐し、アイソレータ６およびフォト
ダイオード７へと与える。アイソレータ６に与えられた
光信号は、アイソレータ６を介して通常の光ファイバに
よりなる伝送路へと送出される。
岐器５に与えられる。光分岐器５は、希土類ドープ光フ
ァイバ１の出力を分岐し、アイソレータ６およびフォト
ダイオード７へと与える。アイソレータ６に与えられた
光信号は、アイソレータ６を介して通常の光ファイバに
よりなる伝送路へと送出される。
【００１４】一方、フォトダイオード７に与えられる光
信号は、フィルタ８を介してフォトダイオード７へと到
達する。フィルタ８は、励起用レーザ光および自然放出
光を遮断し、入力光信号に対応する光信号のみをフォト
ダイオード７へと通す。フォトダイオード７はフィルタ
８を通って到来した光信号を電気信号に変換する。フォ
トダイオード７で得られた電気信号は、前置増幅器９に
より所用レベルに増幅されたのち、積分器１０に与えら
れる。積分器１０は、前置増幅器９で増幅された電気信
号を直流信号に変換する。この積分器１０が出力する直
流信号は、希土類ドープ光ファイバ１の出力のレベルに
対応する信号である。
信号は、フィルタ８を介してフォトダイオード７へと到
達する。フィルタ８は、励起用レーザ光および自然放出
光を遮断し、入力光信号に対応する光信号のみをフォト
ダイオード７へと通す。フォトダイオード７はフィルタ
８を通って到来した光信号を電気信号に変換する。フォ
トダイオード７で得られた電気信号は、前置増幅器９に
より所用レベルに増幅されたのち、積分器１０に与えら
れる。積分器１０は、前置増幅器９で増幅された電気信
号を直流信号に変換する。この積分器１０が出力する直
流信号は、希土類ドープ光ファイバ１の出力のレベルに
対応する信号である。
【００１５】このようにして積分器１０で得られた直流
信号はコンパレータ１１に与えられる。コンパレータ１
１は、与えられた直流信号のレベルと基準電源１２が発
生している基準レベルとの比較を行い、その差分に対応
する信号を駆動回路１３へと出力する。ここで基準電源
１２が発生している基準レベルは当該光増幅装置が出力
すべき光信号のレベルに対応する値に設定されている。
信号はコンパレータ１１に与えられる。コンパレータ１
１は、与えられた直流信号のレベルと基準電源１２が発
生している基準レベルとの比較を行い、その差分に対応
する信号を駆動回路１３へと出力する。ここで基準電源
１２が発生している基準レベルは当該光増幅装置が出力
すべき光信号のレベルに対応する値に設定されている。
【００１６】駆動回路１３は、コンパレータ１１の出力
信号のレベルに応じたエネルギ量でレーザダイオード３
が発光するよう駆動制御する。すなわち、コンパレータ
１１の出力信号が正極性の信号であれば、希土類ドープ
光ファイバ１の出力のレベルが基準レベルよりも低いの
で、駆動回路１３はレーザダイオード３の発光量を上昇
させるように動作する。従って、希土類ドープ光ファイ
バ１の利得が上昇し、その出力レベルも上昇する方向に
作用する。またコンパレータ１１の出力信号が負極性の
信号であれば、希土類ドープ光ファイバ１の出力のレベ
ルが基準レベルよりも高いので、駆動回路１３はレーザ
ダイオード３の発光量を減少させるように動作する。従
って、希土類ドープ光ファイバ１の利得が低下し、その
出力レベルも低下する方向に作用する。このため希土類
ドープ光ファイバ１の出力のレベルは基準レベルに調整
される。
信号のレベルに応じたエネルギ量でレーザダイオード３
が発光するよう駆動制御する。すなわち、コンパレータ
１１の出力信号が正極性の信号であれば、希土類ドープ
光ファイバ１の出力のレベルが基準レベルよりも低いの
で、駆動回路１３はレーザダイオード３の発光量を上昇
させるように動作する。従って、希土類ドープ光ファイ
バ１の利得が上昇し、その出力レベルも上昇する方向に
作用する。またコンパレータ１１の出力信号が負極性の
信号であれば、希土類ドープ光ファイバ１の出力のレベ
ルが基準レベルよりも高いので、駆動回路１３はレーザ
ダイオード３の発光量を減少させるように動作する。従
って、希土類ドープ光ファイバ１の利得が低下し、その
出力レベルも低下する方向に作用する。このため希土類
ドープ光ファイバ１の出力のレベルは基準レベルに調整
される。
【００１７】以上のように本実施例によれば、希土類ド
ープ光ファイバ１の出力レベルを基準レベルと比較し、
希土類ドープ光ファイバ１の出力レベルを基準レベルと
の差に応じてレーザダイオード３の発光量、すなわち励
起用レーザ光の大きさを変化させているので、周囲温度
の変動や入力光信号の波長の変動があったとしても、希
土類ドープ光ファイバ１の利得が調整されて、出力光信
号のレベルは基準レベルに一定となる。
ープ光ファイバ１の出力レベルを基準レベルと比較し、
希土類ドープ光ファイバ１の出力レベルを基準レベルと
の差に応じてレーザダイオード３の発光量、すなわち励
起用レーザ光の大きさを変化させているので、周囲温度
の変動や入力光信号の波長の変動があったとしても、希
土類ドープ光ファイバ１の利得が調整されて、出力光信
号のレベルは基準レベルに一定となる。
【００１８】次に本発明の別の実施例に付き説明する。
図２は本実施例に係る光増幅器の構成を示す図である。
なお図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
図２は本実施例に係る光増幅器の構成を示す図である。
なお図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説
明は省略する。
【００１９】ここで本実施例が特徴とするところは、コ
ンパレータ１１と駆動回路１２との間にパルス発生回路
１４を介挿した点である。このパルス発生回路１４は、
コンパレータ１１の出力レベルに応じたパルス信号を発
生する。具体的には、コンパレータ１１の出力レベルに
応じてパルスの幅または振幅を変化させる。駆動回路１
３は、パルス生成回路１４から与えられるパルス信号に
同期して、断続的にレーザダイオード３の駆動制御を行
う。
ンパレータ１１と駆動回路１２との間にパルス発生回路
１４を介挿した点である。このパルス発生回路１４は、
コンパレータ１１の出力レベルに応じたパルス信号を発
生する。具体的には、コンパレータ１１の出力レベルに
応じてパルスの幅または振幅を変化させる。駆動回路１
３は、パルス生成回路１４から与えられるパルス信号に
同期して、断続的にレーザダイオード３の駆動制御を行
う。
【００２０】このような手段を講じたことにより、希土
類ドープ光ファイバ１の出力レベルに応じてレーザダイ
オード３の発光期間または発光量が調整され、前述の実
施例と同様に出力光信号のレベルは基準レベルに一定と
なる。さらに本実施例では、レーザダイオード３の発熱
量を減少し、これによりレーザダイオード３の寿命を長
くすることができる。なぜならばレーザダイオード３は
数10mW程度の高出力が必要なために通常は非常に発熱が
大きく、この熱による劣化が激しいが、断続的な発光に
より発熱量は低下し、熱による劣化も低下されるためで
ある。なおこのとき、レーザダイオード３の発光は断続
的となるのであるが、希土類ドープ光ファイバ１を用い
た光増幅装置では蛍光寿命が数msと長いため、この蛍光
寿命よりも十分短い時間であればレーザダイオード３の
発光を停止してもなんら問題ない。
類ドープ光ファイバ１の出力レベルに応じてレーザダイ
オード３の発光期間または発光量が調整され、前述の実
施例と同様に出力光信号のレベルは基準レベルに一定と
なる。さらに本実施例では、レーザダイオード３の発熱
量を減少し、これによりレーザダイオード３の寿命を長
くすることができる。なぜならばレーザダイオード３は
数10mW程度の高出力が必要なために通常は非常に発熱が
大きく、この熱による劣化が激しいが、断続的な発光に
より発熱量は低下し、熱による劣化も低下されるためで
ある。なおこのとき、レーザダイオード３の発光は断続
的となるのであるが、希土類ドープ光ファイバ１を用い
た光増幅装置では蛍光寿命が数msと長いため、この蛍光
寿命よりも十分短い時間であればレーザダイオード３の
発光を停止してもなんら問題ない。
【００２１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、希土類ドープ光ファ
イバ１の出力レベル検出のために積分器１０を用いてい
るが、ピーク検出器等の他のレベル検出器を適用しても
良い。また前置増幅器９は、場合によっては省略可能で
ある。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形実施が可能である。
ではない。例えば上記実施例では、希土類ドープ光ファ
イバ１の出力レベル検出のために積分器１０を用いてい
るが、ピーク検出器等の他のレベル検出器を適用しても
良い。また前置増幅器９は、場合によっては省略可能で
ある。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形実施が可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、例えば希土類ドープ光ファイ
バなどの増幅用光ファイバの出力光のレベルを検出す
る、例えば光分岐器、フィルタ、フォトダイオード、前
置増幅器および積分器からなるレベル検出手段と、この
レベル検出手段の検出結果と予め設定された基準レベル
とを比較する例えばコンパレータなどの比較手段とを備
え、前記比較手段の比較結果に応じて、前記励起用発光
手段の発光量を可変制御するようにしたので、周囲温度
や入力光信号の波長の変動による利得の変化を補償で
き、周囲温度や入力光信号の波長などに影響されること
無く安定的な利得で光信号の増幅を行え、安定的な出力
を得ることができる光増幅装置となる。
バなどの増幅用光ファイバの出力光のレベルを検出す
る、例えば光分岐器、フィルタ、フォトダイオード、前
置増幅器および積分器からなるレベル検出手段と、この
レベル検出手段の検出結果と予め設定された基準レベル
とを比較する例えばコンパレータなどの比較手段とを備
え、前記比較手段の比較結果に応じて、前記励起用発光
手段の発光量を可変制御するようにしたので、周囲温度
や入力光信号の波長の変動による利得の変化を補償で
き、周囲温度や入力光信号の波長などに影響されること
無く安定的な利得で光信号の増幅を行え、安定的な出力
を得ることができる光増幅装置となる。
【図１】 本発明の一実施例に係る光増幅装置の構成を
示す図。
示す図。
【図２】 本発明の別の実施例に係る光増幅装置の構成
を示す図。
を示す図。
１…希土類ドープ光ファイバ、２…光合波器、３…レー
ザダイオード、４…アイソレータ、５…光分岐器、６…
アイソレータ、７…フォトダイオード、８…フィルタ、
９…前置増幅器、１０…積分器、１１…コンパレータ、
１２…基準電源、１３…駆動回路、１４…パルス発生回
路。
ザダイオード、４…アイソレータ、５…光分岐器、６…
アイソレータ、７…フォトダイオード、８…フィルタ、
９…前置増幅器、１０…積分器、１１…コンパレータ、
１２…基準電源、１３…駆動回路、１４…パルス発生回
路。
Claims (2)
- 【請求項１】 励起用発光手段で発した光により増幅用
光ファイバを励起することにより入力光を増幅する光増
幅装置において、 増幅用光ファイバの出力光のレベルを検出するレベル検
出手段と、 このレベル検出手段の検出結果と予め設定された基準レ
ベルとを比較する比較手段と、 この比較手段の比較結果に応じて、前記励起用発光手段
の発光量を可変制御する制御手段とを具備したことを特
徴とする光増幅装置。 - 【請求項２】 制御手段は、励起用発光手段を断続的に
発光させるものであり、１回の発光エネルギ量を変化さ
せることにより前記励起用発光手段の発光量を可変制御
することを特徴とする請求項１に記載の光増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238029A JPH0575198A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238029A JPH0575198A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575198A true JPH0575198A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17024113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238029A Pending JPH0575198A (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | 光増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0575198A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05183226A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JPH07193306A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Nec Corp | 光ファイバ増幅器とその制御方法 |
| JPH0983054A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Nec Corp | 光増幅器 |
| FR2756983A1 (fr) * | 1996-12-10 | 1998-06-12 | Nec Corp | Amplificateur optique et procede et dispositif de controle de gain d'amplificateur optique |
| EP0875969A1 (en) * | 1997-03-31 | 1998-11-04 | Nec Corporation | Optical fiber amplifier and its driving method |
| US6542288B1 (en) | 1999-11-17 | 2003-04-01 | Fujikura Ltd. | Optical amplifier utilizing rare earth element-doped optical fibers for temperature compensation |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP3238029A patent/JPH0575198A/ja active Pending
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