專利名稱：主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，特別涉及一種使用壓電材料與回饋控制的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)的大量普及與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)可以快速的獲取資料或提供服務(wù)。而光電通訊能提供快速與大量的信息傳輸，因此，光電產(chǎn)業(yè)受到各階層人士與相關(guān)產(chǎn)業(yè)人員的重視。目前正在急遽發(fā)展的光電產(chǎn)業(yè)是將電子學(xué)(Electronics)與光學(xué)(Optics)相互結(jié)合而產(chǎn)生的一種應(yīng)用領(lǐng)域。
配合半導(dǎo)體工藝的應(yīng)用，在平面波導(dǎo)線路(Planar Lightguide Circuit；PLC)中，光信號(hào)在線路中借由導(dǎo)波管來(lái)傳送。再借由分波多任務(wù)器(WavelengthDivision Multiplexer；WDM)的技術(shù)，單一的光纖中可傳送不同波長(zhǎng)的激光來(lái)增加可用的頻寬，例如當(dāng)使用四個(gè)波長(zhǎng)來(lái)攜帶信號(hào)時(shí)，就可使原來(lái)可使用的頻寬增加四倍。WDM濾波器用濾波器(Filter)，使得輸入的光信號(hào)只有預(yù)定的波長(zhǎng)可通過，其它波長(zhǎng)的光信號(hào)則均被反射，然后再將反射光更進(jìn)一步的濾波，借以得到其它預(yù)定波長(zhǎng)的光信號(hào)，形成所謂的分波多任務(wù)器。其中高密度波長(zhǎng)分波多任務(wù)器(Dense Wavelength Division Multiplexer；DWDM)，其波長(zhǎng)間距僅在1.6-3.2nm間，為現(xiàn)今WDM技術(shù)最常用到的。利用DWDM的技術(shù)，可以在一條光纖中載送更多的光信號(hào)，使得總傳輸速度可以大幅提高，降低傳輸速率的瓶頸。
平面波導(dǎo)線路利用光發(fā)送組件將電氣信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)傳送出去。光發(fā)送組件，以發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；LED)與激光二極管(Laser Diode)為主，由于激光二極管具有輸出功率高、傳輸速度快、發(fā)光角度小(表示光源耦合進(jìn)入光纖中的效率較高)與頻譜較窄(色散較小)，所以較適合中、長(zhǎng)距離傳輸之用，至于發(fā)光二極管則因?yàn)槌杀镜?、較易使用(驅(qū)動(dòng)與補(bǔ)償電路較簡(jiǎn)單)等優(yōu)點(diǎn)，較適合短距離傳輸用途。其中，激光二極管或稱半導(dǎo)體激光(Semiconductor Laser)，具有體積小、耗電少、反應(yīng)快、耐沖撞、壽命長(zhǎng)、效率高及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，在光電系統(tǒng)產(chǎn)品中應(yīng)用范圍十分廣泛。
光接受組件的主要功能就是將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，其中最關(guān)鍵的組件就是檢光器(Detector)。而檢光器則利用光照射光電二極管(PhotoDiode)來(lái)產(chǎn)生足夠的能量，得以激發(fā)出成對(duì)的電子空穴對(duì)，并因而產(chǎn)生電流信號(hào)。
在光發(fā)送裝置中，如激光二極管或發(fā)光二極管等光發(fā)送組件，被安裝于波導(dǎo)管的邊緣。因此，必須對(duì)準(zhǔn)于波導(dǎo)管所形成的傳輸線路，借以有效地將光信號(hào)由光發(fā)送組件傳送至傳輸線路之中。否則，光信號(hào)將會(huì)被傳送至非傳輸介質(zhì)之中，使得光信號(hào)因而損耗。
所以，相關(guān)光電組件之間的安裝精度要求極高，在整個(gè)對(duì)準(zhǔn)過程當(dāng)中只要稍有偏差，非常容易會(huì)讓光信號(hào)產(chǎn)生損失(Loss)，造成通訊質(zhì)量的下降，所以必須要特別重視其精確度。
參閱

圖1，為現(xiàn)有平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備的示意圖。如圖中所示，現(xiàn)有平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備包含一紅外線產(chǎn)生器100，一紅外線接收器300與一控制器400。其利用紅外線產(chǎn)生器100發(fā)射一紅外線對(duì)準(zhǔn)光束，由平面波導(dǎo)線路200的基板210下方向上照射，使對(duì)準(zhǔn)基板210上的第一標(biāo)示(Mark)230與被對(duì)準(zhǔn)組件240上的第二標(biāo)示250。其中被對(duì)準(zhǔn)組件240為激光二極管或光電二極管。
現(xiàn)有的平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，在基板210上與被對(duì)準(zhǔn)組件240上均具有機(jī)械式的標(biāo)示，使紅外線穿過基板210上的第一標(biāo)示230后，再經(jīng)被對(duì)準(zhǔn)組件240上的第二標(biāo)示250，由紅外線接收器300接收此紅外線對(duì)準(zhǔn)信號(hào)，傳送至控制器400，借以進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)與否的判斷。當(dāng)被對(duì)準(zhǔn)組件240與基板210尚未被對(duì)準(zhǔn)時(shí)，調(diào)整被對(duì)準(zhǔn)組件240與基板210的相關(guān)位置，以達(dá)到所要求的對(duì)準(zhǔn)精度，使傳輸軸220與被對(duì)準(zhǔn)組件240達(dá)到預(yù)定的組合精度。
現(xiàn)有的平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，利用機(jī)械式的標(biāo)示，進(jìn)行光發(fā)射或接收組件與傳輸軸的對(duì)準(zhǔn)，為一種被動(dòng)式的對(duì)準(zhǔn)裝置，其組合精度取決于機(jī)械尺寸的精度，并不一定可完全對(duì)應(yīng)于組合后的光信號(hào)傳輸?shù)囊?。因此，在使用現(xiàn)有的平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，完成平面波導(dǎo)線路的組合后，經(jīng)實(shí)際光信號(hào)傳輸?shù)臋z測(cè)，仍發(fā)現(xiàn)部分的平面波導(dǎo)線路無(wú)法通過測(cè)試。因此，如何有效的消除平面波導(dǎo)線路組合的不良的情況并可有效的提高光通訊質(zhì)量，以減少信號(hào)的損失，實(shí)在是光通訊行業(yè)所急需解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的發(fā)明背景中，平面波導(dǎo)線路組合時(shí)，光收發(fā)組件與光信號(hào)傳輸線路的對(duì)準(zhǔn)的精度要求很高，因此整個(gè)對(duì)準(zhǔn)的過程當(dāng)中只要稍有偏差，非常容易會(huì)讓光信號(hào)產(chǎn)生損失，造成通訊質(zhì)量的下降。而僅依靠機(jī)械尺寸的對(duì)準(zhǔn)方法，并不能完全滿足光信號(hào)傳輸?shù)膶?duì)準(zhǔn)精度的要求。
本發(fā)明的目的之一，提供一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，借以使平面波導(dǎo)線路的組件組合，更符合光學(xué)傳輸?shù)木纫蟆?br> 本發(fā)明的另一目的，利用回饋控制，更進(jìn)一步的提高平面波導(dǎo)線路的組件組合的精確度，以使傳輸質(zhì)量提高。
本發(fā)明的又一目的，利用壓電材料，使平面波導(dǎo)線路的組件更為精確的被安裝在最佳信號(hào)發(fā)射與接收的位置。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備。此主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，使用于光發(fā)送組件，光接收組件與平面波導(dǎo)線路的傳輸軸的對(duì)準(zhǔn)工藝。此主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備包含，光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置，回饋控制裝置，第一位移裝置與第二位移裝置。光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置，連接于平面波導(dǎo)線路的傳輸軸，用來(lái)發(fā)送光信號(hào)至傳輸軸，然后傳遞至光接收組件，并可從傳輸軸接收來(lái)自于光發(fā)送組件的光信號(hào)。
回饋控制裝置，經(jīng)由上述的光接收組件所收到的光信號(hào)與光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置所收到的光信號(hào)，分別判斷光接收組件與光發(fā)射組件的位置是否為最佳的位置。
回饋控制裝置，再利用由壓電材料所制作的位移裝置，調(diào)整光發(fā)送組件的位置。直到光發(fā)送組件的位置被調(diào)整至最佳的發(fā)射位置，以使光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置能獲得最大的光信號(hào)接收強(qiáng)度?；仞伩刂蒲b置，還利用另一壓電材料所制作的位移裝置，調(diào)整光接收組件的位置，使光接收組件的位置處于最佳的接收位置，以使光接收組件能獲得最大的光信號(hào)接收強(qiáng)度。
其中上述的光發(fā)送組件包含發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；LED)，激光二極管(Laser Diode)。而光接收組件則包含光電二極管(Photo Diode)。壓電材料則使用如石英材料，壓電陶瓷或壓電聚合物。
上述的平面波導(dǎo)線路還包含一WDM過濾器，可過濾由光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置所發(fā)射的光信號(hào)后由光接收組件接收，并可反射由光發(fā)送組件所產(chǎn)生的光信號(hào)，使其順著傳輸軸，傳送至光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置。
本發(fā)明的另一實(shí)施形態(tài)，其為一主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，用來(lái)對(duì)準(zhǔn)傳輸軸與光發(fā)送組件。本發(fā)明的又一實(shí)施形態(tài)，其為一主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，用來(lái)對(duì)準(zhǔn)傳輸軸與光接收組件。
因此，本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，可消除因?yàn)榻M合不良，所造成的傳輸信號(hào)的損失，而使傳輸質(zhì)量降低的問題。本發(fā)明有效提高平面波導(dǎo)線路的組合精度，使傳輸質(zhì)量因此提高。
附圖簡(jiǎn)要說明下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
附圖中，圖1為現(xiàn)有平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備的示意圖；圖2為具有收發(fā)功能的平面波導(dǎo)線路的組件相關(guān)位置示意圖；以及圖3為本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明有效提高平面波導(dǎo)線路組合的精度，有效提高光信號(hào)的傳輸質(zhì)量，降低光信號(hào)損失。
圖2為具有收發(fā)功能的平面波導(dǎo)線路的組件相關(guān)位置示意圖。如圖中所示，具有收發(fā)功能的平面波導(dǎo)線路500包含，一左側(cè)的V型槽510，一傳輸軸530，一包覆層520，一WDM過濾器540，一激光二極管560與一光電二極管550。其中激光二極管560與光電二極管550，都必須有效并且準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)傳輸軸530，以獲得最佳的傳輸效果。如果無(wú)法有效的將激光二極管560與光電二極管550對(duì)準(zhǔn)傳輸軸530則將產(chǎn)生信號(hào)的損失，使通訊質(zhì)量因此降低。
參見圖3，為本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備的示意圖。如圖中所示，本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備600包含一光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置710，一第一位移裝置720，一第二位移裝置730，以及一控制裝置740。第一位移裝置720用來(lái)移動(dòng)激光二極管660，而第二位移裝置730用來(lái)移動(dòng)光電二極管650。而第一位移裝置720與第二位移裝置730，均使用壓電材料制造而成。通過對(duì)壓電材料施加電壓，可以改變壓電材料的應(yīng)變量。因此可將電能信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的位移量，也就是利用電壓的控制，來(lái)產(chǎn)生所需的位移量。因此，本發(fā)明的第一位移裝置720與第二位移裝置730，都用電壓信號(hào)精確控制所需的位移。
當(dāng)進(jìn)行光電二極管650與傳輸軸(參見圖2中的傳輸軸530)的對(duì)準(zhǔn)工作時(shí)，本發(fā)明的光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置710，首先，先發(fā)射光信號(hào)，通過傳輸軸的傳輸與WDM過濾器640過濾后，這些光信號(hào)傳送到光電二極管650，并經(jīng)由光電二極管650，依照實(shí)際接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電的信號(hào)回饋至控制裝置740?？刂蒲b置740接收到這些回饋信號(hào)，依照實(shí)際收到的光信號(hào)進(jìn)行判斷，借以決定光電二極管650的位置是否是在最佳的位置。如果不是在最佳的位置，則產(chǎn)生所需的電壓信號(hào)傳送至第二位移裝置730，形成所需的位移量，并再進(jìn)行光信號(hào)的傳輸，借以判斷光電二極管650是否已處于最佳的接收位置，經(jīng)由多次的回饋控制，最后會(huì)使得光電二極管650處于最佳的接收位置。當(dāng)光電二極管650處于最佳位置時(shí)，將光電二極管650固定在平面波導(dǎo)線路600的基材610上。
由于本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，直接由光電二極管650接收光信號(hào)，因此，實(shí)際由信號(hào)接收的強(qiáng)度判定光電二極管650的位置是否處于最佳的位置。當(dāng)光電二極管650被固定在基材610上時(shí)，光電二極管650已處于最佳的接收位置，也就是說，光電二極管650已被調(diào)整至一最大信號(hào)強(qiáng)度的接收位置。本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，有效的利用壓電材料微調(diào)光電二極管650相對(duì)于傳輸軸530的位置，并經(jīng)由回饋控制，使光信號(hào)的接收達(dá)到最佳化。
本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，還可進(jìn)行激光二極管660與傳輸軸530的對(duì)準(zhǔn)工作。當(dāng)進(jìn)行激光二極管660與傳輸軸530的對(duì)準(zhǔn)工作時(shí)，首先，由控制裝置740產(chǎn)生電信號(hào)，傳送至激光二極管660，而激光二極管660再將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換成為光信號(hào)，經(jīng)由傳輸軸530的傳輸與WDM過濾器640反射，這些光信號(hào)傳送到本發(fā)明的光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置710。光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置710再將這些光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送至控制裝置740。控制裝置740則依照收到的信號(hào)判斷激光二極管660的位置是否處于最佳的位置。若激光二極管660并不處于最佳的位置，則產(chǎn)生所需的電壓信號(hào)傳送至第一位移裝置720，形成所需的位移量，并再由激光二極管660產(chǎn)生光信號(hào)，借以判斷激光二極管660是否已處于最佳的發(fā)射位置，經(jīng)由多次的回饋控制，使激光二極管660處于最佳的發(fā)射位置。當(dāng)激光二極管660處于最佳的發(fā)射位置后，將激光二極管660固定在平面波導(dǎo)線路600的基材610上。本發(fā)明的位移裝置可使用如石英、壓電陶瓷、壓電聚合物等等壓電材料所構(gòu)成，而且無(wú)須限定所使用的壓電材料的種類，其重點(diǎn)在于利用電壓信號(hào)，來(lái)產(chǎn)生所需的相對(duì)位移。
本發(fā)明利用壓電材料，有效的將激光二極管等光發(fā)射組件與光電二極管等光接收組件，固定在線路上最佳的位置。所以經(jīng)由本發(fā)明的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備所組合的光發(fā)射組件與光接收組件，都能處在平面波導(dǎo)線路中的最佳位置，借以獲得最大信號(hào)強(qiáng)度。因此，本發(fā)明可有效的降低信號(hào)損失與提高信號(hào)的質(zhì)量。
可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，用來(lái)對(duì)準(zhǔn)一光發(fā)送組件與一平面波導(dǎo)線路的一傳輸軸，其特征在于，該主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，至少包含一光信號(hào)接收裝置，連接于該傳輸軸的一側(cè)，以接收來(lái)自于該傳輸軸的一光信號(hào)；一回饋控制裝置，連接于該光信號(hào)接收裝置，用來(lái)控制該光發(fā)送組件發(fā)送該光信號(hào)至該傳輸軸；以及一位移裝置，連接該回饋控制裝置，用來(lái)夾持并移動(dòng)該光發(fā)送組件；其中該位移裝置為一壓電材料所構(gòu)成，經(jīng)由該回饋控制裝置的一輸出電壓來(lái)控制該位移裝置，該光發(fā)送組件被移動(dòng)至一位置，使得該光信號(hào)接收裝置在該位置會(huì)接收到來(lái)自于該光發(fā)送組件所產(chǎn)生具有最大光信號(hào)強(qiáng)度的該光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的壓電材料包含石英材料、壓電陶瓷或壓電聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的平面波導(dǎo)線路還包含一分波多任務(wù)器過濾器，借以反射該光信號(hào)。
4.一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，使用于一光發(fā)送組件，一光接收組件與一平面波導(dǎo)線路的一傳輸軸的對(duì)準(zhǔn)工藝，其特征在于，該主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，至少包含一光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置，連接于該傳輸軸的一側(cè)，用來(lái)發(fā)送一第一光信號(hào)至該傳輸軸并接收來(lái)自于該傳輸軸的一第二光信號(hào)；一回饋控制裝置，連接于該光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置；一第一位移裝置，連接于該回饋控制裝置，用來(lái)夾持并移動(dòng)該光發(fā)送組件，該第一位移裝置為一第一壓電材料所構(gòu)成，借由該回饋控制裝置來(lái)調(diào)整該光發(fā)送組件的位置；以及一第二位移裝置，連接于該回饋控制裝置，并夾持與移動(dòng)該光接收組件，該第二位移裝置為一第二壓電材料所構(gòu)成，借由該回饋控制裝置來(lái)調(diào)整該光接收組件的位置；其中當(dāng)進(jìn)行該光接收組件與該傳輸軸的對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該回饋控制裝置控制該光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置產(chǎn)生該第一光信號(hào)至該傳輸軸；當(dāng)進(jìn)行該光發(fā)送組件與該傳輸軸的對(duì)準(zhǔn)時(shí)，該回饋控制裝置控制該光發(fā)送組件發(fā)送該第二光信號(hào)至該傳輸軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的第一位移裝置調(diào)整該光發(fā)送組件至該光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置接收到最大的該第二光信號(hào)強(qiáng)度的位置，而上述的第二位移裝置調(diào)整該光接收組件至具有最大的第一光信號(hào)強(qiáng)度的接收位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的光發(fā)送組件包含發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的光發(fā)送組件包含發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的光發(fā)送組件包含激光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的光發(fā)送組件包含激光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的光接收組件包含光電二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的第一壓電材料包含石英材料、壓電陶瓷或壓電聚合物所構(gòu)成的壓電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的第二壓電材料包含石英材料、壓電陶瓷或壓電聚合物所構(gòu)成的壓電材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求4所述的主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備，其特征在于，上述的平面波導(dǎo)線路還包含一分波多任務(wù)器過濾器，借以過濾該第一光信號(hào)與反射該第二光信號(hào)。
全文摘要
一種主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備。該主動(dòng)式平面波導(dǎo)線路組合設(shè)備包含一光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置，一回饋控制裝置，與一壓電材料所形成的位移裝置。該光信號(hào)產(chǎn)生與接收裝置連接于該平面波導(dǎo)線路的傳輸軸，用來(lái)發(fā)送光信號(hào)至傳輸軸，借以判斷光接收組件的位置，并從傳輸軸接收來(lái)自于光發(fā)送組件的光信號(hào)，借以判斷光發(fā)送組件的位置。該回饋控制裝置用來(lái)判斷光接收組件與光發(fā)射組件的位置是否為最佳的位置，并控制該位移裝置分別調(diào)整光接收組件與光發(fā)送組件的位置，使光接收組件與光發(fā)送組件均位于最佳的位置。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1533077SQ0310764
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月20日
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