JPS63143888A - レ−ザ発生装置の制御方法 - Google Patents
レ−ザ発生装置の制御方法Info
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- JPS63143888A JPS63143888A JP29224586A JP29224586A JPS63143888A JP S63143888 A JPS63143888 A JP S63143888A JP 29224586 A JP29224586 A JP 29224586A JP 29224586 A JP29224586 A JP 29224586A JP S63143888 A JPS63143888 A JP S63143888A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 16
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 16
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
-
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- 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
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- Optics & Photonics (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、温度調節を必要とするレーザー光源の波長安
定化を効率良く行なうことができるレーザー発生装置の
制御方法に関するものである。
定化を効率良く行なうことができるレーザー発生装置の
制御方法に関するものである。
レーザー発生装置を構成する半導体レーザー1波長弁別
素子(例えばエタロン)、ホト・ダイオード、その他光
学系構成物は、周囲温度により特性が変化するので、安
定な波長のレーザーを得るためには、これらの各素子を
一定な温度環境下に配rすることが基本的に必要である
。そこで、従来からこれらの各素子を一定温度に制御さ
れた恒温槽内に配置した上で、波長安定化手段を動作さ
U安定な波長のレーザーを取出すようにしている。
素子(例えばエタロン)、ホト・ダイオード、その他光
学系構成物は、周囲温度により特性が変化するので、安
定な波長のレーザーを得るためには、これらの各素子を
一定な温度環境下に配rすることが基本的に必要である
。そこで、従来からこれらの各素子を一定温度に制御さ
れた恒温槽内に配置した上で、波長安定化手段を動作さ
U安定な波長のレーザーを取出すようにしている。
即ち、従来のレーザー発生装置は温度安定化1段どレー
ザー波長安定化1段とを有しており、これら2つのf:
段をコントロールすることにより安定な波長のシー1グ
ーを1りるようにしている。
ザー波長安定化1段とを有しており、これら2つのf:
段をコントロールすることにより安定な波長のシー1グ
ーを1りるようにしている。
(発明が解決しようどする問題点)
しかし、上記2つの手段相互間の制御I関係が従来確立
されていないため、次のような問題があつた。
されていないため、次のような問題があつた。
例えば、恒温槽の温度が設定された値となり、エタロン
で選択したレーザーの波長が設定値のλ1となり、レー
ザー波長安定化手段のfll w系が安定したとする。
で選択したレーザーの波長が設定値のλ1となり、レー
ザー波長安定化手段のfll w系が安定したとする。
その後、何んらかの原因でレーザー波長が変動したとす
ると、エタロンの波長−透過率特性は周期的なため、エ
タロンにおける選択波長がλ2となってしまい、その状
!ぶてレーザー波長安定化の制御系が安定してしまう場
合がある。
ると、エタロンの波長−透過率特性は周期的なため、エ
タロンにおける選択波長がλ2となってしまい、その状
!ぶてレーザー波長安定化の制御系が安定してしまう場
合がある。
即ち、レーザー発生装置としては、所望の波長λ箇と異
なるλ2のレーザーを出力する可能性があるわりである
。
なるλ2のレーザーを出力する可能性があるわりである
。
また、温度安定化手段とレーザー波長安定化手段が相互
にレーザー波長の安定に影響するため、波長が安定する
まで多くの時間を要し、また−ての安定度も改良の余地
がある。 。
にレーザー波長の安定に影響するため、波長が安定する
まで多くの時間を要し、また−ての安定度も改良の余地
がある。 。
本発明の目的は、レーザー波長の安定化が確実かつ迅速
に得られるレーザー発生装置の制御方法を提供すること
である。
に得られるレーザー発生装置の制御方法を提供すること
である。
本発明は、上記問題点を解決するために半導体レーザー
と、この半導体レーザーの光を分岐する複数個の分岐手
段と、1つの分岐した光を受ける波長弁別素子と、半導
体レーザーと波長弁別素子の温度を安定に保つ恒温槽と
、この半導体レーI7’−から発生する光の波長の安定
化を図る波長安定化手段と、恒温槽の温度の安定化を図
る温度安定化手段と、を備えたレーザー発生装置におい
て、 光の波長または恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合
、波長安定化手段の制御ループを一旦開放して、基準電
流を半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制
御ループを閉じるように制御したものである。
と、この半導体レーザーの光を分岐する複数個の分岐手
段と、1つの分岐した光を受ける波長弁別素子と、半導
体レーザーと波長弁別素子の温度を安定に保つ恒温槽と
、この半導体レーI7’−から発生する光の波長の安定
化を図る波長安定化手段と、恒温槽の温度の安定化を図
る温度安定化手段と、を備えたレーザー発生装置におい
て、 光の波長または恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合
、波長安定化手段の制御ループを一旦開放して、基準電
流を半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制
御ループを閉じるように制御したものである。
(実施例〕
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明に係る制御方法を備えたレーザー発生
に置の一実施例を示した図である。同図において、1は
半導体レーザーであり、定電流源25から加えられる電
流によりその波長が制御される。また、温度によっても
半導体レーザーの波長を制御できるが、ここでは温度を
一定に保つようにしているので、定電流源25からの電
流のみによりその波長が制御されている。この半導体レ
ーザー1からのレーザー光はレンズ2によりコリメート
され、絞り板3を通ってハーフミラ−5により2方向に
分岐される。分岐された一方の光はホトダイオード8に
入射し、そこで入射光強度に応じた電気信号VAに変換
される。また、分岐された他方の光は、ハーフミラ−6
に照射され、そこで更に2方向に分岐される。このハー
フミラ−6で分岐された一方の光は出力光となり、レー
ザー発生装Vから取出される。また、ハーフミラ−6で
分岐された他方の光は基準となる波長(狭帯域)の光を
透過する波長弁別素子10(本川SOWではエタロンを
用いた例で説明する)に導かれ、エタロン10の波長−
透過率特性に応じてパワーの減衰を受けて、ホトダイオ
ード11に照rJJフる。そして、このホトダイオード
11にて入射・光強度に応じた電気信F3 V Bに変
換される。
に置の一実施例を示した図である。同図において、1は
半導体レーザーであり、定電流源25から加えられる電
流によりその波長が制御される。また、温度によっても
半導体レーザーの波長を制御できるが、ここでは温度を
一定に保つようにしているので、定電流源25からの電
流のみによりその波長が制御されている。この半導体レ
ーザー1からのレーザー光はレンズ2によりコリメート
され、絞り板3を通ってハーフミラ−5により2方向に
分岐される。分岐された一方の光はホトダイオード8に
入射し、そこで入射光強度に応じた電気信号VAに変換
される。また、分岐された他方の光は、ハーフミラ−6
に照射され、そこで更に2方向に分岐される。このハー
フミラ−6で分岐された一方の光は出力光となり、レー
ザー発生装Vから取出される。また、ハーフミラ−6で
分岐された他方の光は基準となる波長(狭帯域)の光を
透過する波長弁別素子10(本川SOWではエタロンを
用いた例で説明する)に導かれ、エタロン10の波長−
透過率特性に応じてパワーの減衰を受けて、ホトダイオ
ード11に照rJJフる。そして、このホトダイオード
11にて入射・光強度に応じた電気信F3 V Bに変
換される。
この2つの電気信号V^、Vaは割算器21に入力され
、そこでVa/VAの演口が施される。この割輝器21
の出力はMe増幅器22の反転入力端子に入力され、基
準電圧23どの差が増幅さ゛れる。イして差動増幅器2
2の出力により制御回路24の出力がtdJ IIIさ
れ、この出力に基づいて定電流源25の出力1ljtl
lがflなわれる。
、そこでVa/VAの演口が施される。この割輝器21
の出力はMe増幅器22の反転入力端子に入力され、基
準電圧23どの差が増幅さ゛れる。イして差動増幅器2
2の出力により制御回路24の出力がtdJ IIIさ
れ、この出力に基づいて定電流源25の出力1ljtl
lがflなわれる。
以上の半導体レーザー1〜ボトダイオード11までは恒
温槽30の中に配置され、設定された温度環境下に置か
れる。
温槽30の中に配置され、設定された温度環境下に置か
れる。
このような構成により定電流源25からの電流を制御し
、エタロン10の波長−透過率特性上の一点に半導体レ
ーザー1の発振波長を固定し波長の安定化を図っている
。
、エタロン10の波長−透過率特性上の一点に半導体レ
ーザー1の発振波長を固定し波長の安定化を図っている
。
以上に説明したレーザー波長安定化手段の構成は公知な
ものであり、本発明で特徴とする構成ではない。そして
本発明で備えるレーザー波長安定化手段は第1図に限定
せず、波長を安定に制御するものであればどのような構
成であってもよい。
ものであり、本発明で特徴とする構成ではない。そして
本発明で備えるレーザー波長安定化手段は第1図に限定
せず、波長を安定に制御するものであればどのような構
成であってもよい。
また、発熱素子13と温度センサ15ど潟度制御回路2
7は温度安定化手段を構成している。即ち、温度センナ
15にて恒温W43θ内の温度を検出し、この検出信号
を温度制御回路2γに導入する。ぞして、この検出信号
に基づいて、恒温槽30内の温度が設定温度となるよう
に発熱素子13を制御するようにしている。このような
温度安定化手段は公知のものであるため、その具体的構
成は省略する。
7は温度安定化手段を構成している。即ち、温度センナ
15にて恒温W43θ内の温度を検出し、この検出信号
を温度制御回路2γに導入する。ぞして、この検出信号
に基づいて、恒温槽30内の温度が設定温度となるよう
に発熱素子13を制御するようにしている。このような
温度安定化手段は公知のものであるため、その具体的構
成は省略する。
前記差動増幅器22の出力S1は出力レーザーの波長が
設定範囲内にあるか否かを示す信号であり、また瀉ff
i制御回j’l’i27の出力S2は恒温槽30の温
度が設定範囲内にあるか否かを示す信号である。この2
つの信号s1. s2は判別回路26に導入され、判別
回路26はこの2つの信号からレーザー波長と恒温槽の
温度が設定範囲にあるか否かを判断し、ぞの結果信号3
3を制御回路24に出力する。
設定範囲内にあるか否かを示す信号であり、また瀉ff
i制御回j’l’i27の出力S2は恒温槽30の温
度が設定範囲内にあるか否かを示す信号である。この2
つの信号s1. s2は判別回路26に導入され、判別
回路26はこの2つの信号からレーザー波長と恒温槽の
温度が設定範囲にあるか否かを判断し、ぞの結果信号3
3を制御回路24に出力する。
以上に説明した第1図装置は次の順序で動作づる。
(1> 8度センサ15、発熱素子13、温度1II
IiX1回路27からなる温度安定化手段を駆動させ、
恒温槽30内の温度が設定値となるように動作させると
ともに、半導体レーザー1へ定電流源25から基t1!
電流■。
IiX1回路27からなる温度安定化手段を駆動させ、
恒温槽30内の温度が設定値となるように動作させると
ともに、半導体レーザー1へ定電流源25から基t1!
電流■。
を加える。この基準電流■1は、今、設定された波長の
レーザーを出力するために適当と推定される値の電流1
0であり、制御回路24からの指令により定められる電
流値である。従って、この基*r!i流1+を出力づる
(1)工程の動作段階では波長安定化手段の制御系はル
ープが開放状態である。・(2)温度安定化手段が動作
した結果、恒温槽30内の温度が設定値の範囲に入ると
、波長安定化手段の1111 rJDループをmじる(
この制御ループの間m手段は制御回路24内にあるが第
1図では図示していない)。即ち、割1i21にて、V
a/V^のH界をし、この値と基準電圧23の差をM切
崩幅器で取出づ。そして、この差の出力S1が零となる
ように制御回路24は定電流源25を駆動してエタロン
10の波長−透過率特性上の一点に半導体レー普アー1
の発振波長を固定し、そこで波長安定化手段の系が安定
する。
レーザーを出力するために適当と推定される値の電流1
0であり、制御回路24からの指令により定められる電
流値である。従って、この基*r!i流1+を出力づる
(1)工程の動作段階では波長安定化手段の制御系はル
ープが開放状態である。・(2)温度安定化手段が動作
した結果、恒温槽30内の温度が設定値の範囲に入ると
、波長安定化手段の1111 rJDループをmじる(
この制御ループの間m手段は制御回路24内にあるが第
1図では図示していない)。即ち、割1i21にて、V
a/V^のH界をし、この値と基準電圧23の差をM切
崩幅器で取出づ。そして、この差の出力S1が零となる
ように制御回路24は定電流源25を駆動してエタロン
10の波長−透過率特性上の一点に半導体レー普アー1
の発振波長を固定し、そこで波長安定化手段の系が安定
する。
なお、第2図は1タロンと半導体レーザーの波長−光強
痘特性を示した図である。同図において、a(点線)は
半導体レーザーの特性であり、b(点線)はエタロンを
通過し得る波長の光を示したものであり、C(実線)は
aの特性の光をエタロンに加えた場合エタロンから取出
される波長の光を示したものである。
痘特性を示した図である。同図において、a(点線)は
半導体レーザーの特性であり、b(点線)はエタロンを
通過し得る波長の光を示したものであり、C(実線)は
aの特性の光をエタロンに加えた場合エタロンから取出
される波長の光を示したものである。
以上の(1)、(2)の工程を経て1111図のレーザ
ー発生装置からは、設定された波長のレーザーが取出さ
れるが、(+)、(2)までのt、II I11方法は
公知のものである。本発明では、以下に記す制御方法に
特徴がある。
ー発生装置からは、設定された波長のレーザーが取出さ
れるが、(+)、(2)までのt、II I11方法は
公知のものである。本発明では、以下に記す制御方法に
特徴がある。
(3)恒温槽30の温度が何んらかの原因で設定値から
外れた場合、温度制御回路21から信@S2を導入した
判別回路28はその旨を知ることができる。そして、I
IJt11回路24へ信号S3を加え、その結果、制御
回路24は波長安定化手段のill Inループを開放
して、半導体レー’f−1には基準電流r1のみを流す
。この際、温度安定化手段の方は恒温槽30の温度が設
定値となるように動作している。
外れた場合、温度制御回路21から信@S2を導入した
判別回路28はその旨を知ることができる。そして、I
IJt11回路24へ信号S3を加え、その結果、制御
回路24は波長安定化手段のill Inループを開放
して、半導体レー’f−1には基準電流r1のみを流す
。この際、温度安定化手段の方は恒温槽30の温度が設
定値となるように動作している。
(4) (3)の動作により恒温lll30の温度が
設定値の範囲内になると、判別回路2Gは信号S2によ
りその旨を知ることができ、mil+御回路24に信号
S3を加えて、波長安定化手段の制御ループを開じ、−
11記(2)の動作を行ない設定された波長のレーザー
を出力する。
設定値の範囲内になると、判別回路2Gは信号S2によ
りその旨を知ることができ、mil+御回路24に信号
S3を加えて、波長安定化手段の制御ループを開じ、−
11記(2)の動作を行ない設定された波長のレーザー
を出力する。
即ち、一旦、温度が設定範囲から外れると、第2図に示
す半導体レーザーの特性adBl線と、エタロンの特性
す曲線がX軸(波長軸)に沿って移動するため、所望の
波長λ1が変化し、波長の1jlJ III系が不定な
状態となる。
す半導体レーザーの特性adBl線と、エタロンの特性
す曲線がX軸(波長軸)に沿って移動するため、所望の
波長λ1が変化し、波長の1jlJ III系が不定な
状態となる。
しかし、本発明ではこのような状態が発生しないように
一旦波長安定化の制御ループを開放し、まず温度安定化
を図ることにより迅速な安定化を行なうようにしている
。即ち、所定の温度とな9・た時に、エタロンの所望の
波長(例えばλ1)で制御系が安定するように基準電流
を流している。
一旦波長安定化の制御ループを開放し、まず温度安定化
を図ることにより迅速な安定化を行なうようにしている
。即ち、所定の温度とな9・た時に、エタロンの所望の
波長(例えばλ1)で制御系が安定するように基準電流
を流している。
従って、誤った波長(例えばλ2)で波長制御ループが
安定するようなことはない。
安定するようなことはない。
(5) レーザー発生装置の出力波長が何んらかの原
因で設定範囲から外れた場合、(j 、Q 3 iを導
入している判別回路26は、この旨を知ることができる
。
因で設定範囲から外れた場合、(j 、Q 3 iを導
入している判別回路26は、この旨を知ることができる
。
イして制御回路24へ01号S3を加え、その結果、制
御回路24は波長安定化手段の制御ループを開放して、
半導体レーIJ″−1には基準電流■1のみを流し、そ
の後波長安定化手段のループを再び閉じて、(りの■稈
の動作を行なって所望の波長のレーザーを出力する。
御回路24は波長安定化手段の制御ループを開放して、
半導体レーIJ″−1には基準電流■1のみを流し、そ
の後波長安定化手段のループを再び閉じて、(りの■稈
の動作を行なって所望の波長のレーザーを出力する。
即ち、レーザー波長が設定範囲から外れることによって
第2図に示す半導体レーザーの特性8曲線がX輪(波長
軸)沿って移動して、誤った波長(例えばλ2)で波長
制御ループが安定するようなことはない。 。
第2図に示す半導体レーザーの特性8曲線がX輪(波長
軸)沿って移動して、誤った波長(例えばλ2)で波長
制御ループが安定するようなことはない。 。
(本発明の効果〕
以上の説明の中でも述べたが、本発明によれば、次の効
果が(7られる。
果が(7られる。
■ 出力レーザーの波長が設定範囲から外れた場合、波
長安定化手段の制御ループを一旦開放して、!!準電電
流半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制御
ループを閉じるようにil制御しているのでエタロンの
所望の波長で制御系が必ず安定し、誤った波長で波長制
御ループが安定するようなことはない。
長安定化手段の制御ループを一旦開放して、!!準電電
流半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制御
ループを閉じるようにil制御しているのでエタロンの
所望の波長で制御系が必ず安定し、誤った波長で波長制
御ループが安定するようなことはない。
■ 恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合、まず温度
の安定化を行なうので、波長の安定化が成されなかった
り、波長の安定度が目標値に)!ルなかったりすること
がない。
の安定化を行なうので、波長の安定化が成されなかった
り、波長の安定度が目標値に)!ルなかったりすること
がない。
■ 温度の安定と同時に波長の安定化が開始されるので
迅速に安定な状態を実現できる。
迅速に安定な状態を実現できる。
第1図は本発明に係る制御方法を備えたレーザー発生装
置の一実FM例を示した図、第2図はエタ[1ンと半導
体レープ−の波長−光強度特性を示した図である。 1・・・半導体レープ゛+、5.6・・・ハーフミラ−
110・・・エタロン、8.11・・・ホトダイオード
、21・・・割算器、22・・・差動増幅器、24・・
・制御回路、25・・・定電流源、26・・・判別回路
、21・・・温度制御回路、30・・・恒温槽。 第1図 坂贅χ□
置の一実FM例を示した図、第2図はエタ[1ンと半導
体レープ−の波長−光強度特性を示した図である。 1・・・半導体レープ゛+、5.6・・・ハーフミラ−
110・・・エタロン、8.11・・・ホトダイオード
、21・・・割算器、22・・・差動増幅器、24・・
・制御回路、25・・・定電流源、26・・・判別回路
、21・・・温度制御回路、30・・・恒温槽。 第1図 坂贅χ□
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザーと、この半導体レーザーの光を分岐する
複数個の分岐手段と、1つの分岐した光を受ける波長弁
別素子と、半導体レーザーと波長弁別素子の温度を安定
に保つ恒温槽と、この半導体レーザーから発生する光の
波長の安定化を図る波長安定化手段と、恒温槽の温度の
安定化を図る濃度安定化手段と、を備えたレーザー発生
装置において、 光の波長または恒温槽の温度が設定範囲から外れた場合
、波長安定化手段の制御ループを一旦開放して、基準電
流を半導体レーザーに流した後に、波長安定化手段の制
御ループを閉じるように制御したことを特徴とするレー
ザー発生装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29224586A JPS63143888A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | レ−ザ発生装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29224586A JPS63143888A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | レ−ザ発生装置の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63143888A true JPS63143888A (ja) | 1988-06-16 |
JPH0482192B2 JPH0482192B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=17779333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29224586A Granted JPS63143888A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | レ−ザ発生装置の制御方法 |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS63143888A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP2498150A1 (fr) * | 2011-03-09 | 2012-09-12 | CSEM Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique SA | Horloge atomique |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP29224586A patent/JPS63143888A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0482192B2 (ja) | 1992-12-25 |
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