JPH09304647A - 光回路モジュール - Google Patents
光回路モジュールInfo
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- JPH09304647A JPH09304647A JP14343596A JP14343596A JPH09304647A JP H09304647 A JPH09304647 A JP H09304647A JP 14343596 A JP14343596 A JP 14343596A JP 14343596 A JP14343596 A JP 14343596A JP H09304647 A JPH09304647 A JP H09304647A
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Abstract
つ製作が容易な構造の光回路モジュールを提供すること 【解決手段】 平行な2本の光ファイバ芯線2aと7a
を有する2芯フェルール20と、1本の光ファイバ芯線
4aを有する1芯フェルール9とが、1本の直線をなす
モジュール主軸Ms上にほぼ同軸に配設され、両フェル
ール20と9の先端面が所定の間隔をおいて対向してい
る。2芯フェルール20の先端面に対向する第1のコリ
メートレンズ21と、1芯フェルール9の先端面に対向
する第2のコリメートレンズ12と、第1および第2の
コリメートレンズ21と12の間に介在する光合波分波
フィルタ22およびウエッジガラス板23とが、前記両
フェルール20と9の先端面の間隔部分において前記モ
ジュール主軸Ms上に直列的に並べて配設されている。
Description
ステムなどの構成要素となる光回路モジュールに関し、
とくに、3本または4本の光ファイバの間に介在して波
長の異なる複数系統の光を合波したり分波する光回路モ
ジュールに関する。
ァイバ通信システムでは、図1に示す構成の光ファイバ
増幅器を用いている。同図に示すように、入力ポートP
inに導入される波長1.55μmの信号光が、光アイソレー
タ1を経てエルビウム添加光ファイバ2に伝搬する。こ
の信号光はエルビウム添加光ファイバ2から光合波分波
回路3を透過して光ファイバ4に伝搬し、光アイソレー
タ5を通過して出力ポートPout に達するようになって
いる。
波長1.48μmの励起光を発生する。その励起光は、光フ
ァイバ7を伝搬して光合波分波回路3に導入され、ここ
からエルビウム添加光ファイバ2を前記信号光と反対方
向に伝搬する。エルビウム添加光ファイバ2を伝搬する
信号光(波長1.55μm)が、反対方向に進行する励起光
(波長1.48μm)によって増幅されるようになってい
る。
行方向とが反対になっているので、このタイプを後方向
励起式の光ファイバ増幅器と呼んでいる。なお、励起光
と信号光の進行方向を同じにした前方向励起式の光ファ
イバ増幅器や、後方向励起式と前方向励起式を組み合わ
せた双方向励起式の光ファイバ増幅器も、従来からよく
知られている。
幅器において、前記の光合波分波回路3は図2に示すよ
うに構成されていた。この光合波分波回路モジュール
は、前記光ファイバ2の芯線2aを内包したフェルール
8と、前記光ファイバ4の芯線4aを内包したフェルー
ル9と、前記光ファイバ7の芯線7aを内包したフェル
ール10と、各フェルール8,9,10の光軸上にそれ
ぞれ配置されたコリメートレンズ11,12,13と、
これら3つのレンズの光軸の間に介在する光合波分波フ
ィルタ(「WDM」とも称されている)14とを備えて
いる。
板に誘電体多層膜を形成したものであり、これと3つの
フェルール8,9,10およびコリメートレンズ11,
12,13の光学的な位置関係により、つぎのような光
路が形成されている。増幅系の光ファイバ芯線2aから
出射してレンズ11を経た波長1.55μmの信号光は、光
合波分波フィルタ14を透過してレンズ12により集光
され、出力系の光ファイバ芯線4aに導入される。ま
た、光ファイバ芯線7aから出射してレンズ13を経た
波長1.48μmの励起光は、光合波分波フィルタ14で反
射してレンズ11により集光され、増幅系の光ファイバ
芯線2aに導入される。
本発明の対象となる従来技術の1つの形態である。しか
しながら、図2に示した構成の従来の光合波分波回路モ
ジュールでは、小型化が難しいという問題があった。こ
のモジュールは、3つのフェルール8,9,10が図示
していないケースを貫通する形で取り付けられ、そのケ
ースに3つのコリメートレンズ11,12,13が内蔵
されるとともに、光合波分波フィルタ14が内蔵され
る。そして、各光ファイバ2,4,7が前記ケースから
外部に引き出されるという形態になる。
路で光結合するフェルール8(光ファイバ芯線2a)と
フェルール9(光ファイバ芯線4a)とは、図2のよう
に、ほぼ同一直線上に並んだ配置関係になる。これに対
して、光合波分波フィルタ14の反射光路で光結合する
フェルール8(光ファイバ芯線2a)とフェルール10
(光ファイバ芯線7a)とは、フェルール8とフェルー
ル9とがなす軸形態に対して20°〜90°ほどの角度
をなしてケースに取り付けられる。
の配列がなす主軸に対してフェルール10が側方に大き
く出っ張った配置関係になってしまう。つまり、ファイ
バ4とファイバ7がハの字型になるケース形態になる。
また、フェルール8用のコリメートレンズ11とフェル
ール10用のコリメートレンズ13とがそれぞれ必要に
なるので、ケースの内部寸法も大きくなる。したがって
ケース全体が大型化するし、光ファイバ4と光ファイバ
7とがハの字型をなして取り付けられることになり、実
装スペースも大きくなる。
にフェルールを装着しようとすると、焦点位置を合わせ
るための光路に沿った前後方向の調整と、角度の調整が
必要となり、平行に配置するものに比べてその組み付け
・調整処理が非常に煩雑となる。すなわち、図2に示す
例でいえば、フェルール8,9間の調整は比較的容易に
行えるが、斜めに装着するフェルール10の角度調整が
非常に煩雑となる。そして、角度等がずれると、所望の
特性が得られなくなる。
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、より小型で実装スペースも小さくて済み、取付・組
立が容易に行え、部品点数の削減を図ることによる製造
し易さ並びにコスト安を図るようにした光回路モジュー
ルを提供することにある。
ため、第1の発明の光回路モジュールは3ポート型のモ
ジュールであり、基本的なモジュールレイアウトとし
て、平行な2本の光ファイバ芯線を有する2芯フェルー
ルと、1本の光ファイバ芯線を有する1芯フェルールと
が、1本の直線をなすモジュール主軸上にほぼ同軸に配
設され、両フェルールの先端面が所定の間隔をおいて対
向している。また、前記2芯フェルールの先端面に対向
する第1のコリメートレンズと、前記1芯フェルールの
先端面に対向する第2のコリメートレンズと、第1およ
び第2のコリメートレンズの間に介在する光合波分波フ
ィルタおよびウエッジ板(実施の形態では「ウエッジガ
ラス板」)とが、前記両フェルールの先端面の間隔部分
において前記モジュール主軸上に直列的に並べて配設さ
れている。そして、前記1芯フェルールの芯線と前記2
芯フェルールの一方の芯線とが前記光合波分波フィルタ
の透過光路で光結合し、前記2芯フェルールの2本の芯
線が前記光合波分波フィルタの反射光路で光結合する光
学的配置関係を創りだしている(請求項1)。
型のモジュールであり、基本的なモジュールレイアウト
として、平行な2本の光ファイバ芯線を有する第1の2
芯フェルールと、同じく2本の平行な光ファイバ芯線を
有する第2の2芯フェルールとが、1本の直線をなすモ
ジュール主軸上にほぼ同軸に配設され、両フェルールの
先端面が所定の間隔をおいて対向している。また、第1
の2芯フェルールの先端面に対向する第1のコリメート
レンズと、第2の2芯フェルールの先端面に対向する第
2のコリメートレンズと、第1および第2のコリメート
レンズの間に介在する光合波分波フィルタおよびウエッ
ジ板とが、前記両フェルールの先端面の間隔部分におい
て前記モジュール主軸上に直列的に並べて配設されてい
る。そして、第1の2芯フェルールの一方の芯線と第2
の2芯フェルールの一方の芯線とが前記光合波分波フィ
ルタの透過光路で光結合し、第1および第2の2芯フェ
ルールの各2本の芯線がそれぞれ前記光合波分波フィル
タの反射光路で光結合する光学的配置関係を創りだして
いる(請求項2)。
いても、前記ウエッジ板の表面に前記光合波分波フィル
タとしての誘電体多層膜を形成して、これらを一体化す
ることができる(請求項3)。
とは、WDM(Wavelength Division Multiplexer /De
multiplexer )とも称されているもので、異なった波長
の光を合成したり、分波したりする光学部品のことを意
味する。すなわち、いくつかの異なった波長を含んでい
る光から、波長を弁別してそれぞれ決められた端子に光
を出力する機能(分波機能)と、いくつかの波長の光を
それぞれ異なった端子から入射して、これらの波長を含
んだ光として1つの端子から出射する機能(合波機能)
のうち、少なくとも1方の機能をもつ光部品をいう。し
たがって、光合波分波フィルタとは言うが、合波機能と
分波機能を備えたものに限られず、合波機能のみ、或い
は分波機能のみを有するものも含む概念である。
ウエッジ板(光路を曲げるためのプリズム)は、ガラス
板等の等方性の媒体からなり、最終的に各フェルールが
モジュール軸と平行になるような入出射光に、通過する
光の光路を適宜折り曲げるものを言う。そして、ウエッ
ジ板のみに着目すると、原則としてそのウエッジ板への
入射光または出射光の一方がモジュール主軸と平行にな
るようになっている。
芯フェルールとはほぼ同一直線上に並ぶ配置関係にな
り、また第2の発明においても2つの2芯フェルールは
ほぼ同一直線上に並ぶ配置関係になる。また、2芯フェ
ルールに内包されている2本のファイバ芯線はごく接近
しているので、2本の芯線に対して共通のコリメートレ
ンズで対応できる。
は、2つの光の光路に所定のひらき角を設けなければな
らないが、本発明では、2芯フェルールの各芯線の軸を
コリメートレンズの光軸からずらした位置に配置してい
るフェルール同士をたとえ直線上に配置しても、2芯か
ら入出射される2つの光路に角度があることにより、交
換的な光路が分離され、光の合光・分光処理が行われ
る。
ルール間を通過する光の光路が適宜の角度で曲げられ、
モジュール主軸と平行になり、両フェルールへの入出射
光は、モジュール主軸と平行になる。つまり、フェルー
ルをモジュール主軸と平行に置くことができるので、両
フェルールのなす角は0度となる。つまり、同一直線状
に配置されるか、仮にずれたとしても平行となる。よっ
て、両フェルールを筒型のケースに装着する際に、容易
に組み付けることができ、かつ、取り付け位置・角度の
調整が容易に行える。
まざまな目的のさまざまな構成の光回路に応用され得る
ものであり、以下に説明するいくつかの具体例に基づい
て本発明の主旨を限定的に解釈すべきものではないこと
は当然である。以下では、本発明の実施の形態を分りや
すく説明するために、図1に示した後方向励起式の光フ
ァイバ増幅器における光合波分波回路3に相当する実施
例を中心に、図2に示した従来のモジュール構成と対比
して説明する。
による光回路モジュールである。これは3ポート型のモ
ジュールであり、基本的なモジュールレイアウトとし
て、平行な2本の光ファイバ芯線2a,7aを有する2
芯フェルール20と、1本の光ファイバ芯線4aを有す
る1芯フェルール9とが、1本の直線をなすモジュール
主軸Ms上にほぼ同軸に配設され、両フェルール20と
9の先端面が所定の間隔をおいて対向している。
する第1のコリメートレンズ21と、1芯フェルール9
の先端面に対向する第2のコリメートレンズ12と、第
1および第2のコリメートレンズ21,12の間に介在
する光合波分波フィルタ22およびウエッジガラス板2
3とが、前記両フェルール20,9の先端面の間隔部分
において前記モジュール主軸Ms上に直列的に並べて配
設されている。
芯フェルール20の一方の芯線2aとが光合波分波フィ
ルタ22の透過光路で光結合し、2芯フェルール20の
2本の芯線2a,7aとが光合波分波フィルタ22の反
射光路で光結合する光学的配置関係を創りだしている。
一方の芯線2aは図1における増幅用のエルビウム添加
光ファイバ2につながり、2芯フェルール16の他方の
芯線7aは図1における励起系の光ファイバ7につなが
り、1芯フェルール9の芯線4aは図1における出力系
の光ファイバ4につながる。
体多層膜を形成したものであり、ウエッジガラス板23
は表平面と裏平面が平行でない所定角度をなすガラス板
からなる。これら光合波分波フィルタ22およびウエッ
ジガラス板23と、2芯フェルール20と1芯フェルー
ル9およびコリメートレンズ21,12の光学的な位置
関係により、つぎのような光路が形成されている。
出射してコリメートレンズ21を経た波長1.55μmの信
号光は、光合波分波フィルタ22を透過し、ウエッジガ
ラス板23で進行方向が所定角度だけ折り曲げられ、コ
リメートレンズ12により集光され、出力系の光ファイ
バ芯線4aに導入される。また、光ファイバ芯線7aか
ら出射してコリメートレンズ21を経た波長1.48μmの
励起光は、光合波分波フィルタ22で反射して同じレン
ズ21により集光され、増幅系の光ファイバ芯線2aに
導入される。
コリメートレンズ21・光合波分波フィルタ22・ウエ
ッジガラス板23・コリメートレンズ12・1芯フェル
ール9とは、1本の直線をなすモジュール主軸Ms上に
ほとんど同一直線状に並べて配置されており、この配置
関係で全体が1本の筒型ケース(図示していない)に内
蔵されている。その筒型ケースの一端部から2本の光フ
ァイバ2と光ファイバ7とが平行に引き出されていると
ともに、筒型ケースの他端部から1本の光ファイバ4が
引き出されている。
2に示した従来の構成のモジュール形態に比べて、ケー
スの外形形状が単純な筒型となり、外形寸法を従来より
大幅に小さくできる。また、2芯フェルール20に内包
されている2本の光ファイバ芯線2aと7aはごく接近
しているので、2本の光ファイバ芯線2aと7aに対し
て共通のコリメートレンズ21で対応できる。このこと
もモジュールケースの小型化に寄与する。
う上記の特徴は、コリメートレンズ21,12とを結ぶ
光路中に適宜なウエッジガラス板23を配設し、光路を
適切に折り曲げる構成を採用したことによって実現した
ことである。ウエッジガラス板23の光路折り曲げ効果
を適切に利用することによって、各光学部品(2芯フェ
ルール20・コリメートレンズ21・光合波分波フィル
タ22・ウエッジガラス板23・コリメートレンズ12
・1芯フェルール9)を1本の直線をなすモジュール主
軸Ms上にほとんど同一直線状に並べて配置することが
できるのである。
ス板23の屈折率をnとし、形状が片台形状で図示する
頂角をEとおくと、入射角θ1と、出射角θ2の関係
は、下記式に示すようになっている。
対し傾斜する角度(θ1)の時に、出射角θ2=0にな
るように頂角Eを設定することにより、上記したモジュ
ール主軸Ms上にほとんど同一直線状に各光学部品を並
べて配置することができる。
るということは、モジュールケースの製作が容易である
し、そのケースに各光学部品(2芯フェルール20・コ
リメートレンズ21・光合波分波フィルタ22・ウエッ
ジガラス板23・コリメートレンズ12・1芯フェルー
ル9)を取り付ける構造が簡単になり、また各部品の組
み立てと調整の作業が簡単になるということを意味して
いる。したがって、本発明によれば小型で高性能な光回
路モジュールを安価に量産できるのである。
いる。本実施の形態では、図3に示す第1の実施の形態
と異なり、光路折り曲げ用の前記ウエッジガラス板23
の表面に前記光合波分波フィルタ22としての誘電体多
層膜を形成している。
波分波フィルタ22・ウエッジガラス板23として、別
部材の板材で構成していたものを一体化し、共通化する
ことにより、部品点数の削減ができる。さらに、部品間
の位置関係の調整が1組分不要となるので、調整が容易
になる。したがって、この実施の形態では、モジュール
のさらなる小型化と組立性の向上に寄与する。なお、そ
の他の構成並びに作用効果は上記した第1の実施の形態
と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
いる。図3に示した第1の実施の形態と比較すると、ウ
エッジガラス板23の表裏の向きが反対になっている。
このように逆にしても第1の実施の形態と同様の作用効
果が得られる。そして、この形態でも第2の実施の形態
と同様に、光合波分波フィルタ22とウエッジガラス板
23を共通化してももちろん良い。
いる。図6に示す第3の実施の形態と比較すると、光合
波分波フィルタ22とウエッジガラス板23の配置順が
異なっている。このように各部品の特性や形態に応じて
光学的配置関係を適宜に設定し、目的とする光路を実現
することができるが、その具体的な構成は一様ではな
い。
いる。本実施の形態は、図6に示す第3の実施の形態の
構成を基本とし、ウエッジガラス板23とコリメートレ
ンズ12の間に光アイソレータ24を配設している。こ
れにより、光合波分波器に光アイソレータ機能が付けら
れ付加価値が高まる。このように具体的な利用目的に応
じて、必要な機能の光学部品や光学素子をモジュール内
に付加することは自由である。
いる。これは4ポートのモジュールであり、基本的なモ
ジュールレイアウトとして、平行な2本の光ファイバ芯
線41aと42aを有する第1の2芯フェルール20
と、同じく2本の平行な光ファイバ芯線43a,44a
を有する第2の2芯フェルール30とが、1本の直線を
なすモジュール主軸Ms上に同軸に配設され、両フェル
ール20,30の先端面が所定の間隔をおいて対向して
いる。各光ファイバ芯線41a,42a,43a,44
aは、それぞれ光ファイバ41,42,43,44につ
ながっている。2本の光ファイバ41,42は2芯フェ
ルール20の端部から平行に引き出されており、もう2
本の光ファイバ43,44は2芯フェルール30の端部
から平行に引き出されている。
するコリメートレンズ21と、2芯フェルール30の先
端面に対向するコリメートレンズ31と、2つのコリメ
ートレンズ21,31の間に介在する光合波分波フィル
タ22と32およびウエッジガラス板23,33とが、
両フェルール20,30の先端面の間隔部分において前
記モジュール主軸Ms上に直列的に並べて配設されてい
る。
ァイバ芯線41aと、2芯フェルール30の一方の光フ
ァイバ芯線43aとが光合波分波フィルタ23および3
3の透過光路で光結合する。また、2芯フェルール20
の2本の光ファイバ芯線41aと42aが光合波分波フ
ィルタ22の反射光路で光結合する。さらに、2芯フェ
ルール30の2本の光ファイバ芯線43a,44aが光
合波分波フィルタ32の反射光路で光結合する。このよ
うな光学的配置関係を創りだしている。
20・コリメートレンズ21・光合波分波フィルタ22
・ウエッジガラス板23・ウエッジガラス板33・光合
波分波フィルタ32・コリメートレンズ31・2芯フェ
ルール30とは、1本の直線をなすモジュール主軸Ms
上に直列に並べて配置されており、この配置関係で全体
が1本の筒型ケース(図示していない)に内蔵されてい
る。
イバ41,42が平行に引き出されているとともに、筒
型ケースの他端部からもう2本の光ファイバ43,44
が引き出されている。このようなモジュール形態となる
ので、従来の構成のモジュール形態に比べて、ケースの
外形形状が単純な筒型となり、外形寸法を従来より大幅
に小さくできる。
メートレンズ21,31とを結ぶ光路中に適宜なウエッ
ジガラス板23,33を配設し、光路を適切に折り曲げ
る構成を採用したことによって実現したことである。ウ
エッジガラス板23,33の光路折り曲げ効果を適切に
利用することによって、各光学部品(2芯フェルール2
0・コリメートレンズ21・光合波分波フィルタ22・
ウエッジガラス板23・ウエッジガラス板33・光合波
分波フィルタ32・コリメートレンズ31・2芯フェル
ール30)を1本の直線をなすモジュール主軸Ms上に
直列に並べて配置することができるのである。
モジュールのタイプでも、ウエッジガラス板23,33
の表面に誘電体多層膜を成膜することにより光合波分波
フィルタ22,32を形成し、一体化した構成を採るこ
ともできるのはもちろんである。
ッジガラス板の形状は片台形状であったが、本発明はこ
れに限ることはなく、光路を適切に折り曲げるようにな
っていればその形状は問わない。一例を示すと、例えば
図11に示するように三角形状とすることができる。こ
の場合に、ウエッジガラス板23′の頂角を(A+B)
とすると、
ある。
回路モジュールでは、2芯フェルールと第1のコリメー
トレンズと光合波分波フィルタとウエッジガラス板と第
2のコリメートレンズと1芯または2芯フェルールと
は、ほとんど同一直線状に並べて配置されており、この
配置関係で全体が1本の筒型ケースに内蔵されている。
そして、その筒型ケースの一端部から2本の光ファイバ
が平行に引き出されているとともに、筒型ケースの他端
部から1本または2本の光ファイバ4が引き出されてい
る。
来の構成のモジュール形態に比べて、ケースの外形形状
が単純な筒型となり、外形寸法を従来より大幅に小さく
できる。また、実装の際の3本または4本の光ファイバ
の取り回しが簡単であり、実装スペースをきわめて小さ
くできる。また、2芯フェルールに内包されている2本
の光ファイバ芯線はごく接近しているので、その2本の
芯線に対して共通のコリメートレンズで対応できる。こ
のこともモジュールケースの小型化に寄与する。
両フェルールは同一直線状或いは平行に配置することが
できるので、ケースへの組み付け時の角度調整が容易に
行える。
の光ファイバ増幅器の概略構成図である。
モジュールの従来の構成例を示す概略図である。
路モジュールの概略構成図である。
路モジュールの概略構成図である。
路モジュールの概略構成図である。
路モジュールの概略構成図である。
路モジュールの概略構成図である。
路モジュールの概略構成図である。
合波分波回路モジュールの概略構成図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 平行な2本の光ファイバ(2,7)の芯
線(2a,7a)を有する2芯フェルール(20)と、
1本の光ファイバ(4)の芯線(4a)を有する1芯フ
ェルール(9)とが、1本の直線をなすモジュール主軸
(Ms)上にほぼ同軸に配設され、前記両フェルールの
先端面が所定の間隔をおいて対向しており、 前記2芯フェルール(20)の先端面に対向する第1の
コリメートレンズ(21)と、前記1芯フェルール
(9)の先端面に対向する第2のコリメートレンズ(1
2)と、前記第1および第2のコリメートレンズの間に
介在する光合波分波フィルタ(22)およびウエッジ板
(23)とが、前記両フェルールの先端面の間隔部分に
おいて前記モジュール主軸(Ms)上に直列的に並べて
配設されており、 前記1芯フェルール(9)の芯線(4a)と前記2芯フ
ェルール(20)の一方の芯線(2a)とが前記光合波
分波フィルタ(22)の透過光路で光結合し、前記2芯
フェルール(20)の2本の芯線(2a,7a)が前記
光合波分波フィルタ(22)の反射光路で光結合するこ
とを特徴とする光回路モジュール。 - 【請求項2】 平行な2本の光ファイバ(41,42)
の芯線(41a,42a)を有する第1の2芯フェルー
ル(20)と、同じく2本の平行な光ファイバ(43,
44)の芯線(43a,44a)を有する第2の2芯フ
ェルール(30)とが、1本の直線をなすモジュール主
軸(Ms)上にほぼ同軸に配設され、両フェルールの先
端面が所定の間隔をおいて対向しており、 第1の2芯フェルール(20)の先端面に対向する第1
のコリメートレンズ(21)と、第2の2芯フェルール
の先端面に対向する第2のコリメートレンズ(31)
と、第1および第2のコリメートレンズの間に介在する
光合波分波フィルタ(22,32)およびウエッジ板
(23,33)とが、前記両フェルールの先端面の間隔
部分において前記モジュール主軸(Ms)上に直列的に
並べて配設されており、 前記第1の2芯フェルール(20)の一方の芯線(41
a)と前記第2の2芯フェルール(30)の一方の芯線
(43a)とが前記光合波分波フィルタの透過光路で光
結合し、前記第1および第2の2芯フェルールの各2本
の芯線がそれぞれ前記光合波分波フィルタの反射光路で
光結合することを特徴とする光回路モジュール。 - 【請求項3】 前記ウエッジ板(23)の表面に前記光
合波分波フィルタ(22)としての誘電体多層膜が形成
されていることを特徴とする請求項1または2に記載の
光回路モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14343596A JP3162625B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | 光回路モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
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