JPS60124400A - 円偏光発生装置 - Google Patents
円偏光発生装置Info
- Publication number
- JPS60124400A JPS60124400A JP23100783A JP23100783A JPS60124400A JP S60124400 A JPS60124400 A JP S60124400A JP 23100783 A JP23100783 A JP 23100783A JP 23100783 A JP23100783 A JP 23100783A JP S60124400 A JPS60124400 A JP S60124400A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- circularly polarized
- polarized light
- magnets
- electrons
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- Lasers (AREA)
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、電子蓄積リングの高速電子を利用して右回
りと左回りの円偏光が交互に周期的に得しれる円偏光発
生装置に関するものである。
りと左回りの円偏光が交互に周期的に得しれる円偏光発
生装置に関するものである。
物質の円二色性や磁気円二色性を調べる測定では、光源
としては右回りと左回りの円偏光を交互に周期的に発生
する円偏光発生装置が必要である。
としては右回りと左回りの円偏光を交互に周期的に発生
する円偏光発生装置が必要である。
また、単結晶からの光電子放出の現象を利用してスピン
偏極電子を作り出すためにも円偏光発生装置が必要であ
る。
偏極電子を作り出すためにも円偏光発生装置が必要であ
る。
従来、右回り、左回り円偏光を交互に周期的に発生させ
る装置としては光学素子を用いるものが主流であり、１
／４波長板を用いる方法および結晶の電気光学効果を利
用する方法、さらに結晶の光弾性を利用する方法等が動
作原理として採用されてきた。このため、最も透過波長
の短い弗化カリシュラムを用いても、１０５０Ａより短
波長の円偏光を作り出すことができなかった。
る装置としては光学素子を用いるものが主流であり、１
／４波長板を用いる方法および結晶の電気光学効果を利
用する方法、さらに結晶の光弾性を利用する方法等が動
作原理として採用されてきた。このため、最も透過波長
の短い弗化カリシュラムを用いても、１０５０Ａより短
波長の円偏光を作り出すことができなかった。
これに対して、原理的には波長限界のないこの種の装置
としては、高速電子の軌道中に二重ラセンフィルを配し
、各コイルに互いに逆向きの電流を与えることにより、
この二重ラセンコイルの中心軸上で軸に対して横方向に
磁場をもち、軸に沿って磁場方向がラセン状九回転する
ヘリカル・ウィグラーと呼ばれるものがあった。この二
重ラセンコイルの中心軸忙沿って高速電子を走らせると
、ローレンツ力によって電子もラセンを描きながら進む
ので、円偏光した制動放射光を前方方向に放出する。ま
た、この放射光はコイルの１周期の長さに応じて特定の
波長で干渉するために、強い光が得られる（■Ｂ、 Ｍ
、 Ｋｉｎｃａｌｄ著ｒ Ａ ５ｈｏｒｔ −ｐｅｒｉ
ｏｄＨｅｒｉｃａｌ Ｗｌｇｇｌｅｒ ａｓ ａｎ Ｉ
ｍｐｒｏｖｅｄ ５ｏｕｒｃｅ ｏｆ ５ｙｎｃｈｒｏ
ｔｒｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎＪ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 ｖｏｌ ４Ｌ
Ａ ７゜Ｊｕｌｙ １９７７、ｐ ２６８４〜２６９Ｌ
■Ｌ、几、ｌｉ：１ｉａｓ。
としては、高速電子の軌道中に二重ラセンフィルを配し
、各コイルに互いに逆向きの電流を与えることにより、
この二重ラセンコイルの中心軸上で軸に対して横方向に
磁場をもち、軸に沿って磁場方向がラセン状九回転する
ヘリカル・ウィグラーと呼ばれるものがあった。この二
重ラセンコイルの中心軸忙沿って高速電子を走らせると
、ローレンツ力によって電子もラセンを描きながら進む
ので、円偏光した制動放射光を前方方向に放出する。ま
た、この放射光はコイルの１周期の長さに応じて特定の
波長で干渉するために、強い光が得られる（■Ｂ、 Ｍ
、 Ｋｉｎｃａｌｄ著ｒ Ａ ５ｈｏｒｔ −ｐｅｒｉ
ｏｄＨｅｒｉｃａｌ Ｗｌｇｇｌｅｒ ａｓ ａｎ Ｉ
ｍｐｒｏｖｅｄ ５ｏｕｒｃｅ ｏｆ ５ｙｎｃｈｒｏ
ｔｒｏｎｒａｄｉａｔｉｏｎＪ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 ｖｏｌ ４Ｌ
Ａ ７゜Ｊｕｌｙ １９７７、ｐ ２６８４〜２６９Ｌ
■Ｌ、几、ｌｉ：１ｉａｓ。
他＠ 「ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ５ｔｉｚｌａ
ｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ几ａｄｌａｔｉｏｎ
ｂｙ Ｒｅ１ａｔｉｖｉｓｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ
ｉｎ ａ Ｓｐａ端、１ｉｌｙ。
ｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ几ａｄｌａｔｉｏｎ
ｂｙ Ｒｅ１ａｔｉｖｉｓｔｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ
ｉｎ ａ Ｓｐａ端、１ｉｌｙ。
ＰｅＢｏｄ４ｃ Ｔｒａｎｓｖｅｒｃｅ ＭａｇｎｅＮ
ｃ ＦｉｅｌｄＪ Ｐｈｙｓｉｃａｌしかし、このよう
な従来装置では、二重ラセンコイルの巻き方で電子のう
七ン運動の回転方向が一義的に決められ、したがっ【、
右回りが、左回りのいずれか一方の円偏光しか得られな
かった。
ｃ ＦｉｅｌｄＪ Ｐｈｙｓｉｃａｌしかし、このよう
な従来装置では、二重ラセンコイルの巻き方で電子のう
七ン運動の回転方向が一義的に決められ、したがっ【、
右回りが、左回りのいずれか一方の円偏光しか得られな
かった。
この発明は、上記の点忙かんがみなされたもので、電子
蓄積リングの高速電子ビームを利用し、右回りと左回り
の円偏光を交互に、周期的に得ることができ、極めて高
い周波数まで使用口１能な円偏光を発生させることがで
きる円偏光発生装置を提供することを目的とする。
蓄積リングの高速電子ビームを利用し、右回りと左回り
の円偏光を交互に、周期的に得ることができ、極めて高
い周波数まで使用口１能な円偏光を発生させることがで
きる円偏光発生装置を提供することを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するため、電子蓄積リング
の周方向の直線部分に交互に極性の違う磁石および電磁
石を直交するように複数個設け、これに高速電子を打ち
込み電子をラセン運動させ円偏光を発生させるよ５にし
たものである。以下、この発明について説明する。
の周方向の直線部分に交互に極性の違う磁石および電磁
石を直交するように複数個設け、これに高速電子を打ち
込み電子をラセン運動させ円偏光を発生させるよ５にし
たものである。以下、この発明について説明する。
この発明の詳細な説明する前に、まず、電子蓄積リング
の基本動作を第１図について説明する。
の基本動作を第１図について説明する。
第１図で、１は偏向電磁石、２は電子にエネルギーを与
える高周波加速空胴、３は高速電子の走るリング状の真
空路、４は外部からの電子入射のためのインフレクタ、
５はバーターベータで、これらで電子＃積すングが構成
されている。
える高周波加速空胴、３は高速電子の走るリング状の真
空路、４は外部からの電子入射のためのインフレクタ、
５はバーターベータで、これらで電子＃積すングが構成
されている。
以下、動作の概略釦つぃて説明する。
上記構成の電子蓄積リングに、線形加速器等の入射器に
より電子ビームＥｂを打込み、長時間リング状の真空路
３の中を回転させることにより約１０”−１０＋＋個の
電子を蓄積することができる。
より電子ビームＥｂを打込み、長時間リング状の真空路
３の中を回転させることにより約１０”−１０＋＋個の
電子を蓄積することができる。
この真空路３を走っている電子は各偏向電磁石１０部分
での磁場により向きを変えるが、このとき制動放射によ
り光（シンクロトロン放射光）を放出する。この光の放
出によるエネルギー損失を高周波加速空胴２により電子
に補充する。これが電子蓄積リングのｗｔ要である。
での磁場により向きを変えるが、このとき制動放射によ
り光（シンクロトロン放射光）を放出する。この光の放
出によるエネルギー損失を高周波加速空胴２により電子
に補充する。これが電子蓄積リングのｗｔ要である。
第２図はこの発明の一実施例を示−１１成ブロック図で
あり、１〜５は第１図と同じものを示し、６は前記真空
Ｉｌ′２１３の直線部、１は円偏光を発生させる円偏光
発生器で、磁場発生部８および交流電源９で構成されて
いる。なお、１ｏは左右円偏光取出し口である。以下、
磁場発生部８の構成の詳細ならびに動作について第３図
、第４図で説明する。
あり、１〜５は第１図と同じものを示し、６は前記真空
Ｉｌ′２１３の直線部、１は円偏光を発生させる円偏光
発生器で、磁場発生部８および交流電源９で構成されて
いる。なお、１ｏは左右円偏光取出し口である。以下、
磁場発生部８の構成の詳細ならびに動作について第３図
、第４図で説明する。
第３図は第２図の実施例における磁場発生部８の構成を
示す斜視図であり、上下一対の磁石Ａ。
示す斜視図であり、上下一対の磁石Ａ。
が一方向の磁場を作り、同様に上下一対の磁石Ａ２が磁
石Ａ、の磁場と逆向きの磁場を作る。磁石ＡＩ。
石Ａ、の磁場と逆向きの磁場を作る。磁石ＡＩ。
Ａ、は常に同じ強さで一方向の磁場を保つ必要があるの
で永久磁石で作ってもよい。磁石Ａ□とＡ。
で永久磁石で作ってもよい。磁石Ａ□とＡ。
Ｉ’Ｆ
連の磁石（Ａ、 Ａ、 Ａ、 Ａ、・・・・・・・・・
Ａ、 Ａ、と並んでいる）により、電子ビームＥｂの軸
に沿って、磁場の向きが周期的に反転する磁場分布を形
成する。
Ａ、 Ａ、と並んでいる）により、電子ビームＥｂの軸
に沿って、磁場の向きが周期的に反転する磁場分布を形
成する。
次にＡ、、Ａ、の一連の磁石の組Ａに直交させ、磁石Ａ
ＩとＡｔの組と同じ磁場の効果をもつ電磁石の組８１と
Ｂ！（シたがって電磁石Ｂ、とＢｔの磁場の向きは逆で
ある）を複数個、磁石Ａの磁場周期のＡＩ ｒ Ａ２
＋ Ｂｌｒ ８２の各々の磁場の強さはすべて同じにす
る。また、Ａ、ｒ ＡＨｒ Ｊ ｒ Ｂｔの各々の個数
も同数にする。この数は多い方が放射光の強度、干渉性
の点で優れるが、使用条件によりこの数を決定する。
ＩとＡｔの組と同じ磁場の効果をもつ電磁石の組８１と
Ｂ！（シたがって電磁石Ｂ、とＢｔの磁場の向きは逆で
ある）を複数個、磁石Ａの磁場周期のＡＩ ｒ Ａ２
＋ Ｂｌｒ ８２の各々の磁場の強さはすべて同じにす
る。また、Ａ、ｒ ＡＨｒ Ｊ ｒ Ｂｔの各々の個数
も同数にする。この数は多い方が放射光の強度、干渉性
の点で優れるが、使用条件によりこの数を決定する。
これらの磁石Ａ（Ａ１．Ａ２よりなる磁石群）および＠
磁石Ｂ（Ｂ、、日、よりなる電磁石群）により発生する
磁場方向の分布は、中心軸ＭＫ沿って第４図（ａ）、（
ｂ）に示すように（矢印は中心軸Ｍ上での磁場の向きを
示す）回転している。第４図（ａ）の場合には右回りの
回転であり、このときの電磁石Ｂ１ ＋ ８！ Ｋ供給
している電流の流れを逆圧すると、ｔｇ磁石Ｂｌ＋８２
の磁場の向きは各々反対になり中心軸Ｍに沿っての磁場
の回転方向は第４図（ｂ）に示す左回りの回転となる。
磁石Ｂ（Ｂ、、日、よりなる電磁石群）により発生する
磁場方向の分布は、中心軸ＭＫ沿って第４図（ａ）、（
ｂ）に示すように（矢印は中心軸Ｍ上での磁場の向きを
示す）回転している。第４図（ａ）の場合には右回りの
回転であり、このときの電磁石Ｂ１ ＋ ８！ Ｋ供給
している電流の流れを逆圧すると、ｔｇ磁石Ｂｌ＋８２
の磁場の向きは各々反対になり中心軸Ｍに沿っての磁場
の回転方向は第４図（ｂ）に示す左回りの回転となる。
このよ５に、電磁石Ｂ１＋８１の供給電流の流れの向き
を変える場合、右回りのラセンを描きながら走り、第４
図（ｂ）の場合には左回りのう七ン運動を行う。ラセ＼
−曽 動を行う電子からは右回りの円偏光をそれぞれ放射する
（ここで、回転方向は放射光が進行する方向と逆方向か
ら観測して、放射光の電気ベクトルが右回りの円偏光を
右回りの円偏光と定義している）。電子の速度が光速に
近いと、相対論的効果により円偏光は強く前方方向に集
中する。さらに磁石Ａ（電磁石Ｂも同様）の各磁場で放
射された光は互いに干渉し、上記第（１）式に示される
波長λ１０（Ａ）で強め合う。
を変える場合、右回りのラセンを描きながら走り、第４
図（ｂ）の場合には左回りのう七ン運動を行う。ラセ＼
−曽 動を行う電子からは右回りの円偏光をそれぞれ放射する
（ここで、回転方向は放射光が進行する方向と逆方向か
ら観測して、放射光の電気ベクトルが右回りの円偏光を
右回りの円偏光と定義している）。電子の速度が光速に
近いと、相対論的効果により円偏光は強く前方方向に集
中する。さらに磁石Ａ（電磁石Ｂも同様）の各磁場で放
射された光は互いに干渉し、上記第（１）式に示される
波長λ１０（Ａ）で強め合う。
λ１ｏ＝λｏ（ｚ 十Ｋ” ）／２γ２ ・・・・・・
・・・・・・（１まただし、Ｋ＝ ０．０９３ Ｘ１３
ｏＸλｏ１γ、、、Ｅ／Ｑ、５１ で与えられる（上記
参考文献■参照）。
・・・・・・（１まただし、Ｋ＝ ０．０９３ Ｘ１３
ｏＸλｏ１γ、、、Ｅ／Ｑ、５１ で与えられる（上記
参考文献■参照）。
ここで、λ０は第４図（ａ） Ｋ、示される磁場の１周
期長（ｃＴｎ）、Ｂｏは磁場の強さくＫ Ｇａｕｓｓ
Ｌ Ｅは電子のエネルギー（Ｍｅｎ）をそれぞれ表わす
。
期長（ｃＴｎ）、Ｂｏは磁場の強さくＫ Ｇａｕｓｓ
Ｌ Ｅは電子のエネルギー（Ｍｅｎ）をそれぞれ表わす
。
次に上記第（１）式に基づいて、ＢＯ＝ ２ ＜Ｋ Ｇ
ａｕｓｓ ）、。
ａｕｓｓ ）、。
λｏ＝６ （ｂｔｎ）、 Ｅ＝６００＝＜ＭｅＶ）とし
て波長λ１゜をめてみると、４７０Ａとなる。この場合
、ラセン運動をする相対論的な電子の回転半径が約１０
μｍ、ピンチ角（中心軸Ｍに対するラセン軌道のなす角
）が約１ｍ ｒａｄｉａ口とそれぞれ判明した。一般に
磁石へと電４６石Ｂの数が多い程、干渉性は向上し、放
射光の強度は増加する。また、上記第（１）式から明ら
かなように、電子のエネルギーＢおよび磁場の強さＢ。
て波長λ１゜をめてみると、４７０Ａとなる。この場合
、ラセン運動をする相対論的な電子の回転半径が約１０
μｍ、ピンチ角（中心軸Ｍに対するラセン軌道のなす角
）が約１ｍ ｒａｄｉａ口とそれぞれ判明した。一般に
磁石へと電４６石Ｂの数が多い程、干渉性は向上し、放
射光の強度は増加する。また、上記第（１）式から明ら
かなように、電子のエネルギーＢおよび磁場の強さＢ。
が変化すると干渉する波長λ、。は変化するので、電磁
石Ｂ、、８．の磁場方向を周期的に変え、かつ、電子蓄
積リング中を走っているｒａｔ子のエネルギーまたは磁
場の強さを連続的に変えることにより、波長λ、。なり
変とする右回り。
石Ｂ、、８．の磁場方向を周期的に変え、かつ、電子蓄
積リング中を走っているｒａｔ子のエネルギーまたは磁
場の強さを連続的に変えることにより、波長λ、。なり
変とする右回り。
左回り円仙光が周期的に得られる。
なお、交流電源９から円偏光発生器７の磁場発生部８に
供給する電流の切替周期を交流電源９により可変にすれ
は、円偏光の右回りおよび左回りの繰返し周期は容易に
変更できることは言うまでもない。
供給する電流の切替周期を交流電源９により可変にすれ
は、円偏光の右回りおよび左回りの繰返し周期は容易に
変更できることは言うまでもない。
以上詳細に説明したように、この発明は磁石と電磁石を
父互に配列し、電磁石の励磁により所定の円偏光を得る
ようにしたので、既存の電子蓄積リングを大幅に変更す
ることなく、電子蓄積リング中の電子にラセン運動を与
え、かつ、容易にその回転方向を周期的に変更できるた
め赤外線から軟Ｘ線におよぶ広い波長範囲にわたって物
質の円二色性測定および磁気円二色性測定が口Ｊ能とな
る応用範囲が広くて自由度の高い左右円偏光を発生でき
る。また、スピン偏極電子の生成にも寄与できる等の利
点を有する。
父互に配列し、電磁石の励磁により所定の円偏光を得る
ようにしたので、既存の電子蓄積リングを大幅に変更す
ることなく、電子蓄積リング中の電子にラセン運動を与
え、かつ、容易にその回転方向を周期的に変更できるた
め赤外線から軟Ｘ線におよぶ広い波長範囲にわたって物
質の円二色性測定および磁気円二色性測定が口Ｊ能とな
る応用範囲が広くて自由度の高い左右円偏光を発生でき
る。また、スピン偏極電子の生成にも寄与できる等の利
点を有する。
第１図は電子蓄積リングの椹成ブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例を示す構成７１７２図、第３図はこの
発明の実施例に適用する磁場発生部の概略図、第４図（
ａ）、（ｂ）は電子ビーム軌道を示す模式図である。 図中、１は偏頗電磁石、２は高周波加速空胴、３は真空
路、４はインフレクタ、５はパークーベ−ク、６は直線
部、７は円偏光発生器、８は磁場発生部、９は交流電源
、１０は左右円偏光取り出し口、Ｅｂは電子ビーム、Ａ
（Ａ＋ 、Ａｘ 、・・・・・・ｐは磁石、ｓ（ｓ、
、ｓｔ、・・・・・つは電磁石、Ｍは中心軸である。 第１図 第２図 第３図 Ｍ／ Ｂ・
の発明の一実施例を示す構成７１７２図、第３図はこの
発明の実施例に適用する磁場発生部の概略図、第４図（
ａ）、（ｂ）は電子ビーム軌道を示す模式図である。 図中、１は偏頗電磁石、２は高周波加速空胴、３は真空
路、４はインフレクタ、５はパークーベ−ク、６は直線
部、７は円偏光発生器、８は磁場発生部、９は交流電源
、１０は左右円偏光取り出し口、Ｅｂは電子ビーム、Ａ
（Ａ＋ 、Ａｘ 、・・・・・・ｐは磁石、ｓ（ｓ、
、ｓｔ、・・・・・つは電磁石、Ｍは中心軸である。 第１図 第２図 第３図 Ｍ／ Ｂ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高速電子を蓄積する電子蓄積リングにおいて、電子ビー
ム進行方向に沿って、等間隔で交互に梧姓が反転する一
定の強さの磁場を発生する多数の磁石を前記電子蓄積リ
ングの周方向の直線部分に直線状に配列し、かつ、前記
磁石の作る磁場と直交させ、前記磁石が生ずる磁場の向
きに関する周期の１周期長の１ ／ ４ずらせ、前記磁
場と同じ周期。 強さをもち、時間的に交互に異なる極性の磁場を発生す
る電磁石を前記磁石と同数を前記磁石の配列と同じ中心
軸に沿って並行配列するとともに、前記電磁石を励磁す
る交流電源を設けたことを特徴とする円偏光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100783A JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100783A JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124400A true JPS60124400A (ja) | 1985-07-03 |
| JPH047600B2 JPH047600B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=16916777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23100783A Granted JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124400A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987001900A1 (en) * | 1985-09-21 | 1987-03-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Method of introducing charged particles into magnetic resonance type accelerator and magnetic resonance type accelerator based on said method |
| JPS6327000U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-22 | ||
| JPS63168600A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-12 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Ｘ線源 |
| JPH05129100A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | アンジユレータ装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022118330A (ja) | 2021-02-02 | 2022-08-15 | コベルコ建機株式会社 | 作業支援システムおよび作業支援複合システム |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP23100783A patent/JPS60124400A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987001900A1 (en) * | 1985-09-21 | 1987-03-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Method of introducing charged particles into magnetic resonance type accelerator and magnetic resonance type accelerator based on said method |
| JPS6327000U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-22 | ||
| JPS63168600A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-12 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Ｘ線源 |
| JPH05129100A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | アンジユレータ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH047600B2 (ja) | 1992-02-12 |
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