JPS623230A - 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 - Google Patents
有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法Info
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- JPS623230A JPS623230A JP60141921A JP14192185A JPS623230A JP S623230 A JPS623230 A JP S623230A JP 60141921 A JP60141921 A JP 60141921A JP 14192185 A JP14192185 A JP 14192185A JP S623230 A JPS623230 A JP S623230A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
「産業上の利用分野」
本発明は、有様結晶の持つ非線形光学効果あるいは電気
光学効果等の光機能を効果的に発現させるための導波路
光部品の作製方法に関するものである。
光学効果等の光機能を効果的に発現させるための導波路
光部品の作製方法に関するものである。
「従来の技術」
従来、有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法として
は、下記の2つが代表的である。
は、下記の2つが代表的である。
(イ)第1図に示すように、基板1上に形成したガラス
膜導波路2上にバルクの有機単結晶3を装荷することに
よりNd :YAGレーザー光4の照射に伴なう2倍の
周波数の光波(第2高調波)5の発生(S )−I G
; 5econd −HarlllOniC−Gen
eration )などの非線形光学効果を誘起するも
の。
膜導波路2上にバルクの有機単結晶3を装荷することに
よりNd :YAGレーザー光4の照射に伴なう2倍の
周波数の光波(第2高調波)5の発生(S )−I G
; 5econd −HarlllOniC−Gen
eration )などの非線形光学効果を誘起するも
の。
(ロ)第2図に示すように、円形キャピラリ6中に有機
結晶7を成長させ、ファイバ型光部品とすることにより
、上記のようにレーザー光8の照射に伴なう第2高調波
9の発生などの非線形光学効果を誘起するもの。
結晶7を成長させ、ファイバ型光部品とすることにより
、上記のようにレーザー光8の照射に伴なう第2高調波
9の発生などの非線形光学効果を誘起するもの。
「発明が解決しようとする問題点」
ところで上記従来の作製方法には、各々下記のような問
題があり、その解決が望まれている。
題があり、その解決が望まれている。
上記(イ)の作製方法においては、バルクの有機単結晶
3をガラス膜導波路2上に固定する手段として機械的に
押しつける方法が一般的であるため、結晶の破損や振動
による位置ずれ等があること、さらには結晶が化学的に
不安定なものを使用すると経時変化が生じやすい等の問
題がある。
3をガラス膜導波路2上に固定する手段として機械的に
押しつける方法が一般的であるため、結晶の破損や振動
による位置ずれ等があること、さらには結晶が化学的に
不安定なものを使用すると経時変化が生じやすい等の問
題がある。
また、上記(ロ)の作製方法においては、キャピラリー
6の内形状が円形であるため、光橢能を満たす結晶成長
の方位が一義的に定めにくいこと、また、キャピラリー
6の外形状も円形であるため、光の入射(例えば、結晶
の光軸に合わせた偏光の入射)方向が一義的に定められ
ないこと、さらには電気光学効果をおこす際の電極の設
置が外形状が円形であるために困難であること等の問題
がある。
6の内形状が円形であるため、光橢能を満たす結晶成長
の方位が一義的に定めにくいこと、また、キャピラリー
6の外形状も円形であるため、光の入射(例えば、結晶
の光軸に合わせた偏光の入射)方向が一義的に定められ
ないこと、さらには電気光学効果をおこす際の電極の設
置が外形状が円形であるために困難であること等の問題
がある。
本発明は上記問題点を解決したもので、有機結晶を用い
た島性能な機能を有する導波形光部品を簡便に、かつ再
現性よく提供することのできる作製方法を提供すること
を目的とするものである。
た島性能な機能を有する導波形光部品を簡便に、かつ再
現性よく提供することのできる作製方法を提供すること
を目的とするものである。
[問題点を解決するための手段」
本発明の有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法は、
内面に少なくとも1つ以上の平面を持つ孔を有するとと
もに、その外面に1つ以上の平面を有する容器を作製し
、この容器の孔中に有機結晶を融液あるいは溶液から単
結晶成長させ、形成した結晶部を先導波路のコアあるい
はクラッドとする方法である。
内面に少なくとも1つ以上の平面を持つ孔を有するとと
もに、その外面に1つ以上の平面を有する容器を作製し
、この容器の孔中に有機結晶を融液あるいは溶液から単
結晶成長させ、形成した結晶部を先導波路のコアあるい
はクラッドとする方法である。
「作 用」
上記方法によれば、下記のような利点を得ることができ
る。
る。
(I>有機結晶は、容器の孔中に融液または溶液から形
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
振動によって位置ずれを起こすことがなく、また、結晶
が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい。
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
振動によって位置ずれを起こすことがなく、また、結晶
が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい。
(II)容器の孔の内面形状に異方性を付与しているの
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に成長させる結晶方
位を有効に制御することができる。
・(1)容器外面に少
なくとも1つ以上の平滑な部分があるため、光素子を所
要位置に容易に設置することができ、内部に光を簡便に
導入することができる。
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に成長させる結晶方
位を有効に制御することができる。
・(1)容器外面に少
なくとも1つ以上の平滑な部分があるため、光素子を所
要位置に容易に設置することができ、内部に光を簡便に
導入することができる。
(IV )容器外面に少なくとも1つ以上の平面が存在
するので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけるこ
とができる。
するので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけるこ
とができる。
以下、★施例により本発明をさらに詳しく説明する。
「実施例」
第3図は本発明の方法により作製した導波形光部品の一
例を示すものである。図中符号11゛は導波路を形成す
る際のクラッド部にあたる容器を示すものであり、この
実施例では石英ガラスより構成されている。また符号1
1は、直方体状の孔13中の2−メチル−4−ニドロア
ニリン(MNA)の単結晶を示すもので、光部品のコア
部にあたる。
例を示すものである。図中符号11゛は導波路を形成す
る際のクラッド部にあたる容器を示すものであり、この
実施例では石英ガラスより構成されている。また符号1
1は、直方体状の孔13中の2−メチル−4−ニドロア
ニリン(MNA)の単結晶を示すもので、光部品のコア
部にあたる。
容器11の外形状は直方体で、その寸法としては、例え
ば高さが0.1履、幅が0.5am、長さが50履であ
る。高13の寸法としては、例えば高さが2μm、幅が
0.3履、長さが50jwIである。
ば高さが0.1履、幅が0.5am、長さが50履であ
る。高13の寸法としては、例えば高さが2μm、幅が
0.3履、長さが50jwIである。
この孔13中のコア部12でのMNAの光学軸は、X線
回折、偏光顕微鏡観察の結果、第4図(a)に示した通
りであった。第4図(b)にはバルク単結晶の光学軸お
よび結晶軸を示した。バルク単結晶の最も広いY面((
010)面)は、コア部の最も広い面と一致することが
予想されたが、実際にそのように成長しており、(01
0)面を導波形光部品における所望の方向に制御して成
長させうることがわかった。
回折、偏光顕微鏡観察の結果、第4図(a)に示した通
りであった。第4図(b)にはバルク単結晶の光学軸お
よび結晶軸を示した。バルク単結晶の最も広いY面((
010)面)は、コア部の最も広い面と一致することが
予想されたが、実際にそのように成長しており、(01
0)面を導波形光部品における所望の方向に制御して成
長させうることがわかった。
以下、この導波形光部品の作製に際し、容器として角型
キャピラリーを用いて行なう場合の手順を説明する(第
5図参照)。
キャピラリーを用いて行なう場合の手順を説明する(第
5図参照)。
(a)石英ガラス角材(10ffiIiIX 50Il
*X 15m+)にレーザー加工により角孔(0,2+
mX30s+X15m+)の孔をあける。
*X 15m+)にレーザー加工により角孔(0,2+
mX30s+X15m+)の孔をあける。
(b)この孔あき角材をカーボン抵抗加熱炉(1700
℃)により延伸し、外径をモニターしながら外寸法が1
00μ7FLX500μmのキャピラリーとする。なお
、この時のキャピラリーの外寸法。
℃)により延伸し、外径をモニターしながら外寸法が1
00μ7FLX500μmのキャピラリーとする。なお
、この時のキャピラリーの外寸法。
内寸法は、延伸によってぎまるが、当然のことながら任
意の大きさを選択しうる。
意の大きさを選択しうる。
(C)このキャピラリー(長さ50 tttts >中
に135℃で融解さぜたMNAを充填し、室温まで冷却
して結晶化させ、キャピラリー中に固定する。
に135℃で融解さぜたMNAを充填し、室温まで冷却
して結晶化させ、キャピラリー中に固定する。
(d)次に、この各型キャピラリー中の有機結晶を周知
のCO2レーザーによるゾーンメルト法、あるいは温度
分布をもった抵抗加熱炉で行なうゾーンメルト法により
単結晶に成長させる。
のCO2レーザーによるゾーンメルト法、あるいは温度
分布をもった抵抗加熱炉で行なうゾーンメルト法により
単結晶に成長させる。
なお、本実施例においては、以下の条件によりゾーンメ
ルトを行なった。
ルトを行なった。
(CO2レーザ−ゾーンメルトによる
結晶育成条件〕
パワー:0.2W、ビーム径:200μm。
キャピラリー移動速度:25m/hr
〔抵抗加熱炉によるゾーンメルトの
結晶育成条件〕
抵抗加熱炉の温度; wax、 135℃キャピラリー
の引き下げ速度:25m/hrなお、また、上記実施例
では、容器として延伸によって得た角型キャピラリーを
用いたが、その他の容器の作製方法としては、次のもの
をあげることができる。
の引き下げ速度:25m/hrなお、また、上記実施例
では、容器として延伸によって得た角型キャピラリーを
用いたが、その他の容器の作製方法としては、次のもの
をあげることができる。
(A)基板を物理的あるいは化学的に選択エツチングし
て異方的形状の溝を作製し、平板な基板を上から張りあ
わせて角型容器とする方法。
て異方的形状の溝を作製し、平板な基板を上から張りあ
わせて角型容器とする方法。
(B)角材の中央部をレーザー加工により穴あけする方
法。
法。
また、上記実施例では、有機結晶材料として、2−メチ
ル−4−ニトロアニリンを用いた例を示したが、その他
にメタ・ニトロアニリン、バラ・ニトロアニリン、N+
4−二トOフェニル)L−プロリノール等のベンゼン系
化合物、2−アミノ−5−二トロビリジン、N+5−二
トロビリジンYL−ピロリノール等のピリジン系化合物
、4−ジメチルアミノ−4′−二トOスチルベン、スチ
ルベン等のスチルベン系化合物、4−メトキシ−4′−
ニトロジフェニルアセチレン等のアセチレン化合物等、
融液による結晶成長可能なものはすべて応用することが
できる。第6図にメタ・ニトロアニリンの結晶配向を示
す。なお、融液法が適用できない有機化合物は、溶液か
らの結晶成長によって角型容器内に結晶を成長すること
が可能であり、三次の非線形光学定数が最も大きいとさ
れるポリジアセチレンも過飽和状態のアセトン溶媒を2
2℃に20日間保ち、徐々に溶媒を蒸発させることによ
って前記角型キャピラリーに5cIR長程度の結晶を育
成させることができる。
ル−4−ニトロアニリンを用いた例を示したが、その他
にメタ・ニトロアニリン、バラ・ニトロアニリン、N+
4−二トOフェニル)L−プロリノール等のベンゼン系
化合物、2−アミノ−5−二トロビリジン、N+5−二
トロビリジンYL−ピロリノール等のピリジン系化合物
、4−ジメチルアミノ−4′−二トOスチルベン、スチ
ルベン等のスチルベン系化合物、4−メトキシ−4′−
ニトロジフェニルアセチレン等のアセチレン化合物等、
融液による結晶成長可能なものはすべて応用することが
できる。第6図にメタ・ニトロアニリンの結晶配向を示
す。なお、融液法が適用できない有機化合物は、溶液か
らの結晶成長によって角型容器内に結晶を成長すること
が可能であり、三次の非線形光学定数が最も大きいとさ
れるポリジアセチレンも過飽和状態のアセトン溶媒を2
2℃に20日間保ち、徐々に溶媒を蒸発させることによ
って前記角型キャピラリーに5cIR長程度の結晶を育
成させることができる。
以下に、この作製方法によって得られた導波形光部品の
特性を列挙する。
特性を列挙する。
(1)34波路損失; He−Neレーザー光(λ=0
.633μ77L)を用いて長さを変えた角型キャピラ
リー(コア部;MNA、クラッド部;5ty2゜コア寸
法;2μmx300μm)の光強度の比較から1dB/
cm前後の値を得た。
.633μ77L)を用いて長さを変えた角型キャピラ
リー(コア部;MNA、クラッド部;5ty2゜コア寸
法;2μmx300μm)の光強度の比較から1dB/
cm前後の値を得た。
(2)第2高調波の発生(SHG):上記キャピラリー
にNd :YAGレーザ−(λ=1.06μTrL)光
、パワー2Wを導入したところ、5)−IG(λ=0.
53μTrL)の青い光が観測された(変換効率10−
5程度)。
にNd :YAGレーザ−(λ=1.06μTrL)光
、パワー2Wを導入したところ、5)−IG(λ=0.
53μTrL)の青い光が観測された(変換効率10−
5程度)。
(3)電気光学効果;l−1e−Neレーザー光を偏光
させてキャピラリー(このキャピラリーの側面にA(l
ペーストにより電極を固定)中に導入したところ半波長
電圧■π#8ボルトの値を得た。
させてキャピラリー(このキャピラリーの側面にA(l
ペーストにより電極を固定)中に導入したところ半波長
電圧■π#8ボルトの値を得た。
なお、これら機能のうち(2)については、基本波(λ
−1.06μm)とSHG (λ=0.53μm)の位
相整合をとっていないため効率は低い。しかし、第7図
の様にテーパ状の孔を有する角型容器を作製することに
よりコアの高さを任意にかえることができるので、位相
整合させたS HGの発生も可能である。
−1.06μm)とSHG (λ=0.53μm)の位
相整合をとっていないため効率は低い。しかし、第7図
の様にテーパ状の孔を有する角型容器を作製することに
よりコアの高さを任意にかえることができるので、位相
整合させたS HGの発生も可能である。
また、上記実施例とは別に、容器として角孔あきのガラ
ス製角型容器の孔内面に高密度ガラスを所定厚に形成し
たものを用い、さらにこの孔内に有機結晶材料させれば
、前記高密度ガラスをコ □ア部とし、結晶部を
クラッドとした導波形光部品を得ることができる。
ス製角型容器の孔内面に高密度ガラスを所定厚に形成し
たものを用い、さらにこの孔内に有機結晶材料させれば
、前記高密度ガラスをコ □ア部とし、結晶部を
クラッドとした導波形光部品を得ることができる。
「発明の効果」
以上説明したように、本発明に係る有機結晶を
・′用いた導波形光部品の作製方法は、内面に少なく
)とも1つ以上の平面を持つ孔を有するとともゝ
・ :′その外面に1つ以上の平面を有する容
器を作製し、 パ゛この容器の孔中に有機結晶を融
液あるいは溶液か “ら単結晶成長させ、形成し
た結晶部を先導波路の :、□・( 、貧゛ コアあるいはクラッドとする方法である。
:、、1゛、v 従って、本発明によれば、下記のような利点を
1..1、。
・′用いた導波形光部品の作製方法は、内面に少なく
)とも1つ以上の平面を持つ孔を有するとともゝ
・ :′その外面に1つ以上の平面を有する容
器を作製し、 パ゛この容器の孔中に有機結晶を融
液あるいは溶液か “ら単結晶成長させ、形成し
た結晶部を先導波路の :、□・( 、貧゛ コアあるいはクラッドとする方法である。
:、、1゛、v 従って、本発明によれば、下記のような利点を
1..1、。
得ることができる。
(I)有機結晶は、容器の孔中に融液または溶液から形
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
ff!勅によって位置ずれを起こすことがなく、また、
結晶が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい
。
成するので、形成中および形成後の結晶が破損したり、
ff!勅によって位置ずれを起こすことがなく、また、
結晶が化学的に不安定な場合でも経時劣化が生じにくい
。
(II)容器の孔の内面形状に異方性を付与しているの
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に。
で、例えば、有機結晶をバルク単結晶に近い形状に作製
することが可能であり、容器の孔中に。
成長させる結晶方位を有効に制御することができる。
(III)容器外面に少なくとも1つ以上の平滑な部分
があるため、光素子を所要位置に容易に設置することが
でき、内部に光を簡便に導入することができる。
があるため、光素子を所要位置に容易に設置することが
でき、内部に光を簡便に導入することができる。
(IV)容器外面に少なくとも1つ以上の平面が存在す
るので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけること
ができる。
るので、この部分に電極を比較的簡便に取りつけること
ができる。
第1図は従来の作製方法によるバルク単結晶を導波路に
装荷した導波形光部品の斜視図、第2図は従来の円形キ
ャピラリー内に単結晶を成長させたファイバ型光部品の
斜視図、第3図は本発明の作製方法による導波形光部品
の斜視図、第4図(a)は本発明の作製方法によるMN
A単結晶を充填した導波形光部品における光学軸を示す
図、同図(b)はバルク単結晶の光−学軸を示す図、第
5図は本発明の作製方法の概略説明図、第6図は
゛メタ・ニトロアニリンの導波形光部品における結
晶配向図、第7図は位相整合のとれた第2高調波発生の
ための角型容器の斜視図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・導波膜、3・・・
・・・有機結晶、4−−・−・・Nd : YΔGレ
ーザー(λ=1.o6μm)、5・・・・・・第2高調
波(λ=0.53μTrL)、6・・・・・・
゛ファイバ、7・・・・・・有機結晶、8・・・・・
・Nd :YAGレーザ−(λ−1.06μTrL)、
9・・・・・・第2高調波(λ=0.53μTrL)、
11・・・・・・角型キャピラリー(容器)、12・・
・・・・2−メチル−4−二トロアニリン単結晶、13
・・・・・・孔。 第1図 ス 第2図 第3図 第4図 (a) (b)
装荷した導波形光部品の斜視図、第2図は従来の円形キ
ャピラリー内に単結晶を成長させたファイバ型光部品の
斜視図、第3図は本発明の作製方法による導波形光部品
の斜視図、第4図(a)は本発明の作製方法によるMN
A単結晶を充填した導波形光部品における光学軸を示す
図、同図(b)はバルク単結晶の光−学軸を示す図、第
5図は本発明の作製方法の概略説明図、第6図は
゛メタ・ニトロアニリンの導波形光部品における結
晶配向図、第7図は位相整合のとれた第2高調波発生の
ための角型容器の斜視図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・導波膜、3・・・
・・・有機結晶、4−−・−・・Nd : YΔGレ
ーザー(λ=1.o6μm)、5・・・・・・第2高調
波(λ=0.53μTrL)、6・・・・・・
゛ファイバ、7・・・・・・有機結晶、8・・・・・
・Nd :YAGレーザ−(λ−1.06μTrL)、
9・・・・・・第2高調波(λ=0.53μTrL)、
11・・・・・・角型キャピラリー(容器)、12・・
・・・・2−メチル−4−二トロアニリン単結晶、13
・・・・・・孔。 第1図 ス 第2図 第3図 第4図 (a) (b)
Claims (1)
- 少なくとも1つ以上の平面を持つ孔を有するとともにそ
の外面に1つ以上の平面を有する容器を作製し、この容
器の孔中に有機結晶を融液あるいは溶液から単結晶成長
させ、形成した結晶部を光導波路のコアあるいはクラッ
ドとすることを特徴とする有機結晶を用いた導波形光部
品の作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60141921A JPS623230A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60141921A JPS623230A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS623230A true JPS623230A (ja) | 1987-01-09 |
Family
ID=15303254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60141921A Pending JPS623230A (ja) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | 有機結晶を用いた導波形光部品の作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS623230A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6350400A (ja) * | 1986-08-14 | 1988-03-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 有機単結晶フアイバの製造方法 |
DE3809182A1 (de) * | 1987-03-19 | 1988-09-29 | Hitachi Ltd | Optisches bauelement |
US5363797A (en) * | 1988-11-05 | 1994-11-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing organic crystal and crystal growth cell therefor |
JP2007241252A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-09-20 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | シート状光伝送体、及び該シート状光伝送体を備えた照光装置。 |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60141921A patent/JPS623230A/ja active Pending
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JPH058158B2 (ja) * | 1986-08-14 | 1993-02-01 | Kogyo Gijutsu Incho | |
DE3809182A1 (de) * | 1987-03-19 | 1988-09-29 | Hitachi Ltd | Optisches bauelement |
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