JPH10300930A - 偏光解消子 - Google Patents
偏光解消子Info
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- JPH10300930A JPH10300930A JP11167097A JP11167097A JPH10300930A JP H10300930 A JPH10300930 A JP H10300930A JP 11167097 A JP11167097 A JP 11167097A JP 11167097 A JP11167097 A JP 11167097A JP H10300930 A JPH10300930 A JP H10300930A
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- JP
- Japan
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- polarizing
- light
- polarized light
- beam splitter
- prism
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ビーム径が小さく波長幅が狭い光でも入射光
の偏光状態によらず、光量をそこなわずに広い波長領域
にわたって偏光を解消することのできるコンパクトな偏
光解消子を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、平板型偏光ビームスプリッ
ターＰＰＢＳに平面鏡ＰＭを対面させた複合素子を４５
°傾けてキングプリズムＫに接合する。偏光ビームスプ
リッターＰＰＢＳに入射した光は透過Ｐ偏光と反射Ｓ偏
光に分かれるが、反射Ｓ偏光は平面鏡ＰＭで反射されて
Ｐ偏光とともにキングプリズムＫに入射する。Ｐ偏光と
Ｓ偏光の偏光方向は互いに直交しているが、キングプリ
ズムの進相軸に対してはともに４５°の方位に振動する
ことになるので、２光線ともキングプリズム内で３回反
射し９０°の位相差を与えられる。その結果出射光はそ
れぞれ左円偏光、右円偏光に変換されて出てくる。
の偏光状態によらず、光量をそこなわずに広い波長領域
にわたって偏光を解消することのできるコンパクトな偏
光解消子を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、平板型偏光ビームスプリッ
ターＰＰＢＳに平面鏡ＰＭを対面させた複合素子を４５
°傾けてキングプリズムＫに接合する。偏光ビームスプ
リッターＰＰＢＳに入射した光は透過Ｐ偏光と反射Ｓ偏
光に分かれるが、反射Ｓ偏光は平面鏡ＰＭで反射されて
Ｐ偏光とともにキングプリズムＫに入射する。Ｐ偏光と
Ｓ偏光の偏光方向は互いに直交しているが、キングプリ
ズムの進相軸に対してはともに４５°の方位に振動する
ことになるので、２光線ともキングプリズム内で３回反
射し９０°の位相差を与えられる。その結果出射光はそ
れぞれ左円偏光、右円偏光に変換されて出てくる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光電検出器を用いる
光学測定装置や光学実験等、検出器の偏光特性が問題に
なる測定において入射光を等方的な光に変換するために
用いられる偏光解消子に関する。
光学測定装置や光学実験等、検出器の偏光特性が問題に
なる測定において入射光を等方的な光に変換するために
用いられる偏光解消子に関する。
【０００２】
【従来技術】光電検出器には一般に偏光特性がある。す
なわち直線偏光や楕円偏光のような特定方向に強く偏っ
た光が光電検出器に入射すると同じエネルギーの光でも
振動方向によって異なった出力を示す。従って光電検出
器で光の強度を測定するときには、入射光を円偏光か無
偏光のような等法的な光に変換する必要がある。特に分
光光度計のように広い波長域にわたってあらゆる偏光状
態の光を測定する装置では光電検出器の偏光特性が測定
結果に重大な影響を及ぼす。
なわち直線偏光や楕円偏光のような特定方向に強く偏っ
た光が光電検出器に入射すると同じエネルギーの光でも
振動方向によって異なった出力を示す。従って光電検出
器で光の強度を測定するときには、入射光を円偏光か無
偏光のような等法的な光に変換する必要がある。特に分
光光度計のように広い波長域にわたってあらゆる偏光状
態の光を測定する装置では光電検出器の偏光特性が測定
結果に重大な影響を及ぼす。
【０００３】偏光を解消するには、従来、（ｉ）散乱板
（ｉｉ）積分球（ｉｉｉ）コルニュータイプデポラライ
ザー、（ｉｖ）バビネタイプ偏光解消板（ｖ）リオ型偏
光解消子（ｖｉ）偏光子に１／４波長板をはりあわせた
円偏光子等が用いられてきた。散乱板は、すりガラスの
ようなもので、表面の細かい凹凸で光を散乱させて簡易
に偏光を解消させるものである。
（ｉｉ）積分球（ｉｉｉ）コルニュータイプデポラライ
ザー、（ｉｖ）バビネタイプ偏光解消板（ｖ）リオ型偏
光解消子（ｖｉ）偏光子に１／４波長板をはりあわせた
円偏光子等が用いられてきた。散乱板は、すりガラスの
ようなもので、表面の細かい凹凸で光を散乱させて簡易
に偏光を解消させるものである。
【０００４】積分球は入射光を金属球の内部に導き、球
の別の場所に設けた穴から出力光としてとり出す。球の
内部で何回も反射するので偏光については均等な光にな
る。コルニュータイプデポラライザーは右旋光結晶と左
旋光結晶のウェッジ板をはりあわせたものである。この
解消子に光を入射させると入射した場所ごとに与えられ
る旋光角は異なるので入射光がある程度広がりを持った
光であれば出射光はいろいろな偏光角を持つ光の集まり
となる。局所的には特定の偏光角の光だけが多くなるが
ビーム径全体でみると無偏光となる。バビネタイプ偏光
解消板はウェッジのついた２枚の異方性結晶板を光学軸
の方向が直交するようにはりあわせたものである。入射
光へ与えられる位相差は場所ごとに異なるのである程度
広がりをもった光が入射すると、ビーム径全体では無偏
光となる。
の別の場所に設けた穴から出力光としてとり出す。球の
内部で何回も反射するので偏光については均等な光にな
る。コルニュータイプデポラライザーは右旋光結晶と左
旋光結晶のウェッジ板をはりあわせたものである。この
解消子に光を入射させると入射した場所ごとに与えられ
る旋光角は異なるので入射光がある程度広がりを持った
光であれば出射光はいろいろな偏光角を持つ光の集まり
となる。局所的には特定の偏光角の光だけが多くなるが
ビーム径全体でみると無偏光となる。バビネタイプ偏光
解消板はウェッジのついた２枚の異方性結晶板を光学軸
の方向が直交するようにはりあわせたものである。入射
光へ与えられる位相差は場所ごとに異なるのである程度
広がりをもった光が入射すると、ビーム径全体では無偏
光となる。
【０００５】リオ型偏光解消子は厚さ１：２の２枚の異
方性結晶板を光学軸が互いに４５°をなすように設定し
たものである。この解消子にある程度波長幅をもった光
が入射すると波長ごとに異なる位相差が与えられるので
出射光は等方的な光となる。偏光子に１／４波長板を組
み合わせた複合素子は特定の直線偏光をとりだして円偏
光に変換するので、円偏光子として作用するが、偏光解
消子として用いることもできる。普通偏光子には偏光プ
リズムや偏光ビームスプリッターを用い、１／４波長板
にはキングプリズムやフレネルロム等の色消し位相子を
用いるので広い波長範囲で使用可能である。
方性結晶板を光学軸が互いに４５°をなすように設定し
たものである。この解消子にある程度波長幅をもった光
が入射すると波長ごとに異なる位相差が与えられるので
出射光は等方的な光となる。偏光子に１／４波長板を組
み合わせた複合素子は特定の直線偏光をとりだして円偏
光に変換するので、円偏光子として作用するが、偏光解
消子として用いることもできる。普通偏光子には偏光プ
リズムや偏光ビームスプリッターを用い、１／４波長板
にはキングプリズムやフレネルロム等の色消し位相子を
用いるので広い波長範囲で使用可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の偏光解消
子にはそれぞれ問題点も少なくなかった。まず散乱板は
簡易ではあるが、多数重ねなければなかなか偏光を解消
することはできない。しかも光の散乱を利用しているの
で光量はかなり落ちてしまう。積分球は入射した光のう
ち一部しかとり出せないので光量は落ちるし、装置その
ものが大きくなってしまう。
子にはそれぞれ問題点も少なくなかった。まず散乱板は
簡易ではあるが、多数重ねなければなかなか偏光を解消
することはできない。しかも光の散乱を利用しているの
で光量はかなり落ちてしまう。積分球は入射した光のう
ち一部しかとり出せないので光量は落ちるし、装置その
ものが大きくなってしまう。
【０００７】コルニュータイプデポラライザーもバビネ
タイプ偏光解消板もともに光量は原理的に減らないが、
ビーム径が小さいと十分な解消効果は期待できない。
タイプ偏光解消板もともに光量は原理的に減らないが、
ビーム径が小さいと十分な解消効果は期待できない。
【０００８】リオ型偏光解消子はビーム径が小さくても
偏光を解消することができるし、光量の損失も原理的に
ないが波長幅が狭いと十分な解消効果は期待できず、波
長が長くなるほど広い波長幅が必要とされる。偏光子＋
１／４波長板の円偏光子は偏光子の部分で光量を損失す
る。偏光子の透過軸に対して４５°傾いた方位に振動す
る直線偏光に対して透過率は５０％であるが９０°傾い
た直線偏光が入射すると光は全く透過しなくなってしま
う。一般に楕円偏光入射のときにも同様のことがあては
まり、入射光の偏光状態によって透過光強度はかなり不
安定に変動してしまう。
偏光を解消することができるし、光量の損失も原理的に
ないが波長幅が狭いと十分な解消効果は期待できず、波
長が長くなるほど広い波長幅が必要とされる。偏光子＋
１／４波長板の円偏光子は偏光子の部分で光量を損失す
る。偏光子の透過軸に対して４５°傾いた方位に振動す
る直線偏光に対して透過率は５０％であるが９０°傾い
た直線偏光が入射すると光は全く透過しなくなってしま
う。一般に楕円偏光入射のときにも同様のことがあては
まり、入射光の偏光状態によって透過光強度はかなり不
安定に変動してしまう。
【０００９】本発明は、上記従来の偏光解消子の欠点に
かんがみてなされ、ビーム径が小さく波長幅が狭い光で
も入射光の偏光状態によらず、光量をそこなわずに広い
波長領域にわたって偏光を解消することのできるコンパ
クトな偏光解消子を提供することを目的とする。
かんがみてなされ、ビーム径が小さく波長幅が狭い光で
も入射光の偏光状態によらず、光量をそこなわずに広い
波長領域にわたって偏光を解消することのできるコンパ
クトな偏光解消子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の偏光解消子は偏
光ビームスプリッターの反射Ｓ偏光が透過Ｐ偏光と同一
方向に進行するよう、反射側出射面に光路変換用の三角
プリズムや反射鏡等の光学部品をつけ加えた偏光ビーム
スプリッターにキングプリズムやフレネルロムのような
全反射タイプの色消し１／４波長板（参考文献：「光工
学ハンドブック」編集：小瀬輝次 1986 年 p. 525)を４
５°傾けてはりあわせて構成される。
光ビームスプリッターの反射Ｓ偏光が透過Ｐ偏光と同一
方向に進行するよう、反射側出射面に光路変換用の三角
プリズムや反射鏡等の光学部品をつけ加えた偏光ビーム
スプリッターにキングプリズムやフレネルロムのような
全反射タイプの色消し１／４波長板（参考文献：「光工
学ハンドブック」編集：小瀬輝次 1986 年 p. 525)を４
５°傾けてはりあわせて構成される。
【００１１】偏光ビームスプリッターはＰ偏光を透過し
Ｓ偏光を反射する。図１のように三角プリズムや反射鏡
等を偏光ビームスプリッターの反射側の出射面に設置す
るとＳ偏光は反射され、透過するＰ偏光と同じ方向に進
む。偏光方向は両光線とも保存されているので互いに直
交した方向に振動する。ところでフレネルロムやキング
プリズムのような全反射タイプの色消し波長板はプリズ
ムの反射面に入射するＰ偏光とＳ偏光の間に位相差を与
える。位相差を入／４に設定された全反射プリズムにＰ
偏光、Ｓ偏光から４５°傾いた方向に振動する直線偏光
を入射させれば円偏光に変換されて出射される。
Ｓ偏光を反射する。図１のように三角プリズムや反射鏡
等を偏光ビームスプリッターの反射側の出射面に設置す
るとＳ偏光は反射され、透過するＰ偏光と同じ方向に進
む。偏光方向は両光線とも保存されているので互いに直
交した方向に振動する。ところでフレネルロムやキング
プリズムのような全反射タイプの色消し波長板はプリズ
ムの反射面に入射するＰ偏光とＳ偏光の間に位相差を与
える。位相差を入／４に設定された全反射プリズムにＰ
偏光、Ｓ偏光から４５°傾いた方向に振動する直線偏光
を入射させれば円偏光に変換されて出射される。
【００１２】したがって例えば図２のようなフレネルロ
ムに図１の複合プリズムから出射した２つの直線偏光を
偏光方向を４５°傾けて入射させると右円偏光と左円偏
光に変換されて出射される。円偏光は左右にかかわら
ず、等方的な光なので光電検出器等の偏光特性をとりの
ぞくことができる。
ムに図１の複合プリズムから出射した２つの直線偏光を
偏光方向を４５°傾けて入射させると右円偏光と左円偏
光に変換されて出射される。円偏光は左右にかかわら
ず、等方的な光なので光電検出器等の偏光特性をとりの
ぞくことができる。
【００１３】入射前の偏光状態がどのような楕円率、方
位の楕円偏光でも、あるいはどの方位の直線偏光でも必
ず直交する２つの直線偏光に分けることができる。した
がって入射する全ての光を左右どちらかの円偏光に変換
することになる。楕円率や方位等の偏光状態がいろいろ
変化しても右円偏光と左円偏光の強度比が変化するだけ
で光量は保存されるし、出射光が円偏光からくずれるこ
ともない。
位の楕円偏光でも、あるいはどの方位の直線偏光でも必
ず直交する２つの直線偏光に分けることができる。した
がって入射する全ての光を左右どちらかの円偏光に変換
することになる。楕円率や方位等の偏光状態がいろいろ
変化しても右円偏光と左円偏光の強度比が変化するだけ
で光量は保存されるし、出射光が円偏光からくずれるこ
ともない。
【００１４】
【発明の実施の形態】図３に本発明の偏光解消子の実施
例１を示す。図４にはその三面図を示す。図４（a)は左
側面図、(b) は正面図、(c) は図４（a)のＡ視図であ
る。平板型偏光ビームスプリッターＰＰＢＳに平面鏡Ｐ
Ｍを対面させた複合素子を４５°傾けてキングプリズム
Ｋに接合する。偏光ビームスプリッターＰＰＢＳに入射
した光は透過Ｐ偏光と反射Ｓ偏光に分かれるが、反射Ｓ
偏光は平面鏡ＰＭで反射されてＰ偏光とともにキングプ
リズムＫに入射する。Ｐ偏光とＳ偏光の偏光方向は互い
に直交しているが、キングプリズムの進相軸に対しては
ともに４５°の方位に振動することになるので、２光線
ともキングプリズム内で３回反射し９０°の位相差を与
えられる。その結果出射光はそれぞれ左円偏光、右円偏
光に変換されて出てくる。
例１を示す。図４にはその三面図を示す。図４（a)は左
側面図、(b) は正面図、(c) は図４（a)のＡ視図であ
る。平板型偏光ビームスプリッターＰＰＢＳに平面鏡Ｐ
Ｍを対面させた複合素子を４５°傾けてキングプリズム
Ｋに接合する。偏光ビームスプリッターＰＰＢＳに入射
した光は透過Ｐ偏光と反射Ｓ偏光に分かれるが、反射Ｓ
偏光は平面鏡ＰＭで反射されてＰ偏光とともにキングプ
リズムＫに入射する。Ｐ偏光とＳ偏光の偏光方向は互い
に直交しているが、キングプリズムの進相軸に対しては
ともに４５°の方位に振動することになるので、２光線
ともキングプリズム内で３回反射し９０°の位相差を与
えられる。その結果出射光はそれぞれ左円偏光、右円偏
光に変換されて出てくる。
【００１５】一方図５には本発明の偏光解消子の実施例
２を示す。図６はその三面図である。図６（a)は左側面
図、(b) は正面図、(c) は図６（a)のＢ視図である。こ
れも原理的には実施例１と同じだが平板型偏光ビームス
プリッターＰＰＢＳのかわりにキューブ型の偏光ビーム
スプリッターＣＰＢＳを用い、平面鏡ＰＭのかわりに三
角プリズムＰＲを用い、キングプリズムＫのかわりにフ
レネルロムＦを用いる。 キングプリズムは３回の全反
射で位相差を与えるが、フレネルロムは４回または８回
の全反射で位相差を与える。全反射タイプの色消し位相
子は広い波長範囲で一定の位相差を与えることができる
が一般的にいって同じ位相差を与えるにしても全反射の
回数が多いほど波長に対する位相差のずれは小さくな
る。
２を示す。図６はその三面図である。図６（a)は左側面
図、(b) は正面図、(c) は図６（a)のＢ視図である。こ
れも原理的には実施例１と同じだが平板型偏光ビームス
プリッターＰＰＢＳのかわりにキューブ型の偏光ビーム
スプリッターＣＰＢＳを用い、平面鏡ＰＭのかわりに三
角プリズムＰＲを用い、キングプリズムＫのかわりにフ
レネルロムＦを用いる。 キングプリズムは３回の全反
射で位相差を与えるが、フレネルロムは４回または８回
の全反射で位相差を与える。全反射タイプの色消し位相
子は広い波長範囲で一定の位相差を与えることができる
が一般的にいって同じ位相差を与えるにしても全反射の
回数が多いほど波長に対する位相差のずれは小さくな
る。
【００１６】したがってフレネルロムの方がキングプリ
ズムより広い波長範囲で安定して一定の位相差を与える
ことができる。
ズムより広い波長範囲で安定して一定の位相差を与える
ことができる。
【００１７】実施例２では４回反射のフレネルロムを用
いたが反射回数は４回に限定するものではなく、８回で
もあるいはそれ以上多くてもかまわない。また実施例２
で用いる光路変換用の三角プリズムＰＲは全反射を用い
るので特別な反射コートは必要なく、広い波長範囲で１
００％に近い反射率が得られる。
いたが反射回数は４回に限定するものではなく、８回で
もあるいはそれ以上多くてもかまわない。また実施例２
で用いる光路変換用の三角プリズムＰＲは全反射を用い
るので特別な反射コートは必要なく、広い波長範囲で１
００％に近い反射率が得られる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の偏光解消子を構成する偏光ビー
ムスプリッター、三角プリズム（あるいは反射鏡）フレ
ネルロム（あるいはキングプリズム）はいずれも広い波
長領域で安定した光学特性を有している。そのため光電
検出器を用いて広い波長範囲にわたって光学特性を測定
する光学測定装置に適している。
ムスプリッター、三角プリズム（あるいは反射鏡）フレ
ネルロム（あるいはキングプリズム）はいずれも広い波
長領域で安定した光学特性を有している。そのため光電
検出器を用いて広い波長範囲にわたって光学特性を測定
する光学測定装置に適している。
【００１９】本発明の偏光解消子は原理的に入射光の光
量をそこなうことがないので、光源からの光を狭い半値
幅の弱い強度の光に分光して検出する分光光度計等では
特に有用である。光電検出器の偏光特性による測定デー
タの不正確さをとりのぞくことができるので測定精度を
大きく向上させることができる。
量をそこなうことがないので、光源からの光を狭い半値
幅の弱い強度の光に分光して検出する分光光度計等では
特に有用である。光電検出器の偏光特性による測定デー
タの不正確さをとりのぞくことができるので測定精度を
大きく向上させることができる。
【００２０】本発明の偏光解消子は、従来の偏光解消子
の問題点をほとんど全て克服している。すなわちビーム
径や入射光の波長幅に関係なく、偏光を解消することが
できるし、光量をそこなうこともない。その上コンパク
トでもある。したがって使いやすく、光学測定装置だけ
にとどまらず、光学実験等にも広く応用することができ
る。
の問題点をほとんど全て克服している。すなわちビーム
径や入射光の波長幅に関係なく、偏光を解消することが
できるし、光量をそこなうこともない。その上コンパク
トでもある。したがって使いやすく、光学測定装置だけ
にとどまらず、光学実験等にも広く応用することができ
る。
【図１】入射光を同一方向に進むＰ偏光とＳ偏光とに分
ける複合プリズムを表した図。
ける複合プリズムを表した図。
【図２】図１の複合プリズムから出射した２光線をフレ
ネルロムへ入射させ、円偏光に変換する様子を表した
図。
ネルロムへ入射させ、円偏光に変換する様子を表した
図。
【図３】本発明の偏光解消子でキングプリズムを用いた
実施例１を表した図。
実施例１を表した図。
【図４】実施例１の偏光解消子の三面図。
【図５】本発明の偏光解消子でフレネルロムを用いた実
施例２を表した図。
施例２を表した図。
【図６】実施例２の偏光解消子の三面図。
ＰＰＢＳ…………平板型偏光ビームスプリッター ＣＰＢＳ…………キューブ型偏光ビームスプリッター ＰＭ………………平面鏡 ＰＲ………………三角プリズム Ｋ…………………キングプリズム Ｆ…………………フレネルロム Ｐ…………………Ｐ偏光 Ｓ…………………Ｓ偏光
Claims (1)
- 【請求項１】偏光ビームスプリッターの反射Ｓ偏光が透
過Ｐ偏光と同一方向に進行するよう反射側の出射面に光
路変換用の光学部品を組み合わせた偏光ビームスプリッ
ターに、キングプリズムやフレネルロムに類する全反射
タイプの色消し１／４波長板を４５°傾けて付加したこ
とを特徴とする偏光解消子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167097A JPH10300930A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 偏光解消子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167097A JPH10300930A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 偏光解消子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300930A true JPH10300930A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14567211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167097A Pending JPH10300930A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 偏光解消子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10300930A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520959A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | エコール ポリテクニク | 広帯域偏光解析器／偏光計システム |
| KR100986235B1 (ko) | 2002-06-28 | 2010-10-07 | 톰슨 라이센싱 | 편광된 광 조명 디바이스 |
| JP2017044491A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | コニカミノルタ株式会社 | 測光装置 |
| CN110023819A (zh) * | 2016-11-30 | 2019-07-16 | 奇跃公司 | 用于高分辨率数字显示的方法和系统 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11167097A patent/JPH10300930A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100986235B1 (ko) | 2002-06-28 | 2010-10-07 | 톰슨 라이센싱 | 편광된 광 조명 디바이스 |
| JP2009520959A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | エコール ポリテクニク | 広帯域偏光解析器／偏光計システム |
| JP2017044491A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | コニカミノルタ株式会社 | 測光装置 |
| CN110023819A (zh) * | 2016-11-30 | 2019-07-16 | 奇跃公司 | 用于高分辨率数字显示的方法和系统 |
| CN110023819B (zh) * | 2016-11-30 | 2022-05-17 | 奇跃公司 | 用于高分辨率数字显示的方法和系统 |
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