CN1066129A - 光导纤维的熔融连接 - Google Patents

Abstract

在两根光纤F之间实现端对端熔接过程中，将 两根光纤导入两个支撑件1彼此相反的两端，使得一 部分光纤能从该支撑件中伸出。将光纤F固定在该 支撑件1中，并将伸出的部分切开以形成预定长度的 尾端。然后将支撑件1安排成沿轴向对准，并让其中 一个支撑件沿轴向朝另一支撑件运动，直到伸出的两 尾端的端面分开一预定距离为止。然后进行熔接，两 支撑件1被永久固定一起，并为此熔接提供机械保 护。

Description

本发明涉及光导纤维的端对端熔融连接。为了实现一对光纤之间端对端的熔融连接，曾经推荐过许多互不相同的技术。一种理想的熔接技术，应能由普通熟练人员在本领域中很容易地使用，而且在任何部位应能产生可靠及重复性的满意熔接。

本发明的目的，是在至少一对光纤之间提供一种端对端熔接的改进方法，这种改进的方法能够很容易和反复地实现，而且能从根本上减少产生非满意熔接的危险。

按照本发明改进的方法，在一对予制的基本上为刚性的支撑件之一上，将一对光纤中的一根由开在端部的纵向延伸通孔一端导入并穿过它，使得该光纤的前端部分能从该支撑件的另一端向外伸出;而与此同时，在上述这对支撑件的另一个上面，将这对光纤中的另一根由开在端部的纵向延伸通孔一端导入并穿过它，使得上述另一根光纤的前端部分能从另一个支撑件的另一端向外伸出;在光纤的前端部分从中伸出的通孔一端或靠近此通孔一端处，至少在其一部分长度范围内的每个通孔，其所具有的直径，能使光纤在其中滑动配合;每根光纤均被固定在所在支撑件的通孔中，使得光纤和支撑件之间的相对运动能被阻止住;每一根光纤向外伸出的前端部分被切开，使其端面基本上是平的，并且位于光纤轴的径向平面内，而且一段予定长度的光纤由该支撑件的邻近端伸出;安排一对支撑件，使它们的一对通孔沿轴向大致对准，并让支撑件之一或每个支撑件沿轴向朝着另一个支撑件运动，直到两光纤向外伸出的前端部分被切开的端面留有一予定的分开距离为止;实现该光纤两相邻端的熔融连接;并且在该光纤实现熔接之后，将这对支撑件永久性固定在一起，而且为此熔接提供机械保护。

事实上由于每一根光纤向外伸出的端部，在其被送入及穿过相关支撑件的通孔之前未被切开过，所以在光纤被切开之后及在此实现熔接之前对光纤端面产生的任何损害的危险，均可以忽略不计。进一步说来，当熔接操作时，除了对光纤的对准端部提供支承之外，细长的刚性支撑件，至少还能对光纤之间的熔融连接提供局部性永久的机械保护。

可以由一对支撑件中的一个或每一个来对此熔接提供机械保护。在这种情况下，当光纤如上所述被导入这对支撑件的通孔之后，这对光纤之一或其中的每一根，被暂时固定在其支撑件上的通孔中;而在此光纤完成熔接之后，把暂时将这对光纤之一或每一根相对其支撑件固定的装置松开，然后让支撑件之一或每一支撑件，沿轴向朝另一个支撑件相对已熔接的光纤运动，直到两支撑件的相邻端面靠近或留有予定距离为止。在支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件相对已熔接光纤运动以使相邻端面靠近的场合，这对支撑件的相邻端部的形状，可以加工成一个对另一个产生咬合，以对此熔接提供机械保护，并将这对支撑件永久性固定在一起。在支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件相对已熔接光纤运动，使得相邻端面留有予定距离处，两支撑件之间的任何空间，最好注入液态或半液态的可固化材料，并且允许或导致该固化材料固化，以为该熔接提供机械保护，并将这对支撑件永久固定在一起。

另外，换一种办法，可由予制的套筒来对此熔接提供机械保护。该套筒沿其长度的纵向方向上被分成两个分开构成部分，其相互间的形状及其相对这对支撑件的形状，作得能让该套筒的两部分围绕这对支撑件按一定方式固定在一起，使得支撑件及围绕其周围的两部分套筒之间的相对纵向移动能被阻止。因此，两部分套筒中的每一部分，最好具有大致为凹槽形，而且一个凹槽的纵向延伸的壁作成能同另一个凹槽的纵向延伸壁咬合，同时一个或者每一个凹槽形部分都有一或多个横向延伸的凸出部与之啮合，从而阻止这对支撑件相对该套筒的纵向运动。

通过任何方便的手段都能将每一根光纤固定在其被安装的地方，但是最好是通过至少在一个部位将光纤紧々夹在通孔壁上来实现每根光纤的固定，此部件在该通孔两端的中间，且在此部位时光纤与通孔很容易贴近，而不会使光纤产生能使其出现永久性不容许的光传输损失之类的微量弯曲。例如，光纤被暂时固定在其支撑件上的通孔中，一个可动的插塞，能够被插在支撑件上通孔两端中间横向延伸的孔中，以便将此光纤压住及暂时夹紧在此通孔壁上。

通过任何方便的手段都可以实现这对支撑件的轴向对准，但在一种最佳实施例中，这对支撑件适合于在一个予制的细长体表面上加工出来的纵向延伸的凹槽中作滑动配合，而在该细长体两端中间的凹槽底壁上开一个孔，以便至少能让一对光纤实现熔接。在后一种情况下，可用一个插塞来封住此孔，而且该细长体可以构成上述两部分套筒中的一部分，以对熔接进行机械保护。在第二种最佳实施例中，一对支撑件中的每一个都有一对细长的导向件，它们基本上是平行延伸，并且被布置在该通孔沿径向相对的两侧。一个支撑件上的细长导向件能同一个支撑件上的细长导向件啮合，以便以其通孔将支撑件限定在轴向对准。每个支撑件上的一对细长导向件，最好是由该支撑件端面向外伸出的直线撑杆和在该支撑件上的直线孔组成;在一个支撑件上的直线孔，是为了接受另一个支撑件上的撑杆。

为了保证两光纤的端面能被分开所需要的予定距离，最好将予定宽度的横向伸展的可伸缩的阻挡块，暂时插在这对支撑件之间，当支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件运动时，以阻止两支撑件端面的撞击。

在一对支撑件中每一支撑件上通孔的每一端，通孔的直径可以局部性增大，一种情况是使光纤开头比较容易地导入通孔;而另一种情况，是为了容纳熔接及/或对此熔接和直接邻近此熔接的局部光纤进行机械保护用的可固化材料。

予制的基本上为刚性的细长支撑件以及两部分保护套筒，当被采用时，最好是由模压塑料制成。

可以使用的适宜的可固化材料，包括可由紫外辐射引致固化的粘合剂，及一种冷却固化的热熔化粘合剂。

本发明还包括能用来至少在一对光纤之间实现端对端熔接用的设备。

本发明进一步包括上文描述的由改进的方法对光纤熔接进行机械保护。

应当理解，本发明所述的改进方法和改进了的设备，可被用来在两或更多对光纤之间实现端对端熔接。多对被熔接的光纤之间可以彼此分开，在这种情况下，所采用的这对予制的刚性支撑件，将有两对或更多对轴向对准的通孔，以便接纳两或更多对光纤。换而言之，被熔接的多对光纤也可以是两条光纤带中的许多光纤，需将其光纤熔接。在这种情况下，每一予制的刚性支撑件中的通孔，至少在上述局部长度范围内应具有这样的横截面，使得上述两条光纤带之一能在其中滑动配合。

参照附图，通过描述在一对光纤之间实现端对端熔解的两种最佳方法为例，来进一步图解说明本发明，其中，

图1是用在一对光纤之间实现端对端熔接的第一种最佳方法中，所使用的一对模压塑料支撑件之一的端视图;

图2（a）至（g），图解说明上述第一种最佳方法的步骤须序;

图3为沿图2（g）中剖面线Ⅲ-Ⅲ所取，被完成的光纤熔接及其周围咬合的两部分套筒的横截面图;

图4为图3中表示的完成光纤熔接的端视图;

图5是用在一对光纤之间实现端对端熔接的第二种最佳方法中，所使用的一对模压的塑料支撑件之一及一个模压的塑料细长体的端视图;

图6（a）至（c），图解说明上述第二种最佳方法的步骤顺序，以及

图7为沿图6中剖面线Ⅶ-Ⅶ所取，被完成的光纤熔接及其周围咬合的两部分套筒的横截面图。

参见图1至4，在一对光纤之间实现端对端熔接的第一种最佳方法中，所采用的设备包括一对相同的予制刚性支撑件1;一个可伸缩的制动件11;以及在熔接实现之后为其提供机械保护用的封闭该支撑件的两部分套筒14。每个予制的刚性支撑件1，都是矩形形状的具有矩形横截面的模压塑料细长体;在其两端之间伸展一个端部开通的中央通孔2，及一对配置在此中央通孔的径向相对两侧且与其平行的通孔3，而且通孔3的轴线和中央通孔2的轴线位于一公共平面内。在离开每一支撑件1的匹配端面4的中央通孔2的长度部分5范围内，该中央通孔的直径作得能让光纤在其中滑动配合。在支撑件两端中间的位置上，有一个孔6横向穿过支撑件的一侧并进入中央通孔，开通此孔的目的随后将予以解释。每个支撑件1的匹配端面4及相反的端面7都是平的，并且位于相对中央通孔2轴线径向延伸的平面内。刚性撑杆8被固定在每个支撑件1上通孔3之一中，并由匹配端面4上伸出，此撑杆适于同另一个支撑件上的另一个通孔3啮合，此设备的其它另件细节，由以下对于一对光纤F之间实现端对端熔接的第一种最佳方法所作描述中，将变得更清楚。

在此第一种最佳方法中，由端面7将这对光纤F中的一根导入一个支撑件1上中央通孔2的一端，并被馈送穿过该通孔，以使该光纤的前端部分能从匹配端面4中伸出;而且这对光纤中的另一根，由端面7导入另一支撑件1上中央通孔2的一端，并被馈送穿过该通孔，以使另一光纤的前端部分能从另一支撑件的匹配端面4中伸出（图2b）。借助于可动插塞9，将每一根光纤F暂时性固定在支撑件1上的中央通孔2中;该插塞9被插在横向延伸的孔6中，以便将此光纤压住及暂时夹紧在此通孔2的壁上，而不会使此光纤产生能使其出现永久性不容许的光传输损失之类的微量弯曲。然后将每根光纤F伸出的前端部分切开，以使该光纤的端面为平的，并且位于光纤轴线的径向平面内，而且由其处在的支撑件1的匹配端面4中伸出予定的光纤长度。将两块支撑件1安排为以其中央通孔2轴向对准，而且相对支撑件横向延伸的可伸缩制动件11，暂时性插在两支撑件的匹配端面4之间，使一个支撑件1的匹配端面与制动件11靠在一起。然后将支撑件1中的另一个沿轴向朝此支撑件移动。每个支撑件的刚性撑杆8与另一件支撑件上的通孔3啮合，以保持两中央通孔2因而连同暂时夹紧其中的光纤F沿轴向对准。支撑件1的移动，被安排为使其匹配端面4靠到制动件11上时为止，从而确保两光纤F伸出的前端部分被切开的端面之间分开予定的距离（图2c）。然后将可伸缩的制动件11抽出，并由电极12在光纤F的两相邻端部之间完成熔接（图2d及2e）。在光纤F实现熔接之后，将插塞9拔掉，并让每一个支撑件1，均沿轴向相对于被熔接的光纤F朝另一个支撑件移动，直到两支撑件的匹配端面4分开一予定距离为止（图2f）。随后将液态或者半液态的可固化材料10注入两支撑件1之间的空间，从而也注入开向匹配端面4的中央通孔2的端部，而且注入孔6中并允许或导致此固化材料固化。对于被连接起来的光纤F进行机械保护，进一步可由予制的塑料套筒14提供。该套筒14沿其长度的纵向方向上被分成两个分开的构成部分15及16，其中每个都具有凹槽形的横截面，并在每一端由端壁17及18密闭在一起。端壁17及18上于其边缘处沿中央配置有半圆形的切口，此边缘靠在另一个凹槽部分端壁的边缘（图3及4）。套筒14的两个分开的构成部分15及16，是靠这两个构成部分上面的纵向延伸的凹槽壁之间的咬合装配在一对支撑件1周围的，而且端壁17及18紧靠在这些支撑件的端面7上，以使支撑件和套筒之间的纵向相对移动能被阻止。

参见图5至7，在一对光纤之间实现端对端熔接的第二种最佳方法中，所采用的设备包括一对相同的予制刚性支撑件21;一个具有凹槽形横截面的予制的细长体35;一个可伸缩的制动件（图中未表示），以及在完成熔接之后为其提供机械保护的封闭该支撑件用的两部分套筒34。每一个予制的刚性支撑件21，都是一个矩形的且具有矩形截面的模压塑料的细长体，在其两端面之间伸展有中央的开通至端部的通孔22。如同参照图1至4描述过的设备的支撑件1中那样，在与每个支撑件21的匹配端面24分开一定长度的中央通孔局部长度范围内，中央通孔的直径作得能使光纤在其中滑动配合;而在该支撑件两端的中间位置处，有一个孔26横向穿过支撑件的一侧并进入该中央通孔。每个支撑件21的匹配端面24和与其相对的端面27，均为平的，且位于相对中央通孔22轴线径向延伸的平面内。两支撑件21能在予制的细长体35上的开通至端部的凹槽37中滑动配合，该细长体35是由模压塑料制做的，且在其两端凹槽中间的底壁上有孔39，能供电极32对光纤进行熔接。本设备其它另件的细节，由以下对实现一对光纤F之间端对端熔接的第二种最佳方法的描述中，将变得更加清楚。

在第二种最佳方法中，由端面27将这对光纤F中的一根导入一个支撑件21上中央通孔22的一端，并被馈送穿过该通孔，以使该光纤的前端部分能从匹配端面24中伸出;而且这对光纤中的另一根，由端面27导入另一支撑件上中央通孔22的一端，并被馈送穿过该通孔，以使另一光纤的前端部分能从另一支撑件的匹配端24中伸出。借助于可动插塞29，将每根光纤F暂时性固定在支撑件21上的中央通孔22中;此插塞29被插在横向延伸的孔26中，以便将该光纤压住及暂时夹紧在此通孔的壁上，而不会使此光纤产生能使其出现永久性不容许的光传输损失之类的微量弯曲。然后将每根光纤F伸出的前端部分切开，以使该光纤的端面为平的，并且位于光纤轴线的径向平面内，而且由其处在的支撑件21的匹配端面24中伸出予定的光纤长度。两支撑件21在细长体35相对两端的凹槽中衔接，而且相对支撑件横向延伸的可伸缩制动件，暂时性插在两支撑件的匹配端面24之间，使一个支撑件的匹配端面与制动件靠在一起。然后将支撑件21中的另一个朝此支撑件滑动，使两光纤F的伸出的前端部分沿轴向对准，直至其匹配端面24靠到制动件上为止，从而确保两光纤伸出的前端部分被切开的端面，在细长体上凹槽37底部孔39的上方，分开予定的距离（图6a）。然后将可伸缩的制动件抽出，而且在两电极32之间触发电弧，该电弧通过细长体35凹槽37底部的孔39，并在两光纤F的相邻端部之间实现熔接（图6b）。在光纤F实现熔接之后，将插塞29拔掉，并让每一个支撑件21在细长体35的凹槽37中，均沿轴向相对于被熔接的光纤F朝另一个支撑件滑动，直至两支撑件的匹配端面24分开一予定距离为止（图6c）。随后将液态或者半液态的可固化材料30注入两支撑件21之间的空间，从而也注入开在匹配端面24上的中央通孔22的端部，而且注入孔26中并允许或导致其固化，以使熔接的光纤被永久性固定在支撑件中，且将两支撑件永久性固定在一起。此后，对于熔接后的光纤F进行机械保护，可由予制的塑料套筒34提供。该套筒34沿其长度的纵向方向上被分成两部分，其中之一是该细长体35，而另一部分则是具有凹槽形截面的盖36，而且在其每一端都由端壁将其封闭在一起，此端壁在其横向伸展的自由边缘上有沿中央配置的半圆形切口。把盖36放到细长体35上时，以细长体35的纵向伸展的凹槽37的壁同该盖36的纵向伸展的凹槽壁咬合，而且此盖36的端壁靠在支撑件的端面27和细长体35的一部分端面上，从而使支撑件与套筒之间的纵向相对位移被制止。

Claims (20)

1、一种至少在一对光纤之间实现端对端熔接用的方法，其特征在于该方法包括：在一对予制的基本上为刚性的支撑件(1，21)之一上，将一对光纤(F)中的一根由开在端部的纵向延伸通孔(2，22)一端导入并穿过它，使得该光纤的前端部分能从该支撑件的另一端向外伸出；而与此同时，在上述这对支撑件(1，21)的另一个上面，将这对光纤(F)中的另一根由开在端部的纵向延伸通孔(2，22)一端导入并穿过它，使得上述另一根光纤的前端部分能从另一个支撑件的另一端向外伸出；在光纤的前端部分从中伸出的通孔一端或靠近此通孔一端处，至少在其一部分长度(5)范围内的每个通孔，其所具有的直径，能使光纤在其中滑动配合；将每根光纤固定在所在支撑件的通孔中，使得光纤和支撑件之间的相对运动能被阻止住；每根光纤向外伸出的前端部分被切开，使其端面基本上是平的，并且位于光纤轴的径向平面内，而且一段予定长度的光纤由该支撑件的邻近端(4)伸出；安排一对支撑件，使它们的一对通孔沿轴向大致对准，并让两支撑件之一或每个支撑件沿轴向朝着另一个支撑件运动，直到两光纤向外伸出的前端部分被切开的端面留有一予定的分开距离为止；实现该光纤两相邻端的熔融连接；并且在该光纤实现熔接之后，将这对支撑件永久性固定在一起，而且为此熔接提供机械保护。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于：将光纤（F）之一或每一根光纤固定在其所在的支撑件（1，21）上的通孔（2，22）中，是暂时性的，而在此光纤完成熔接之后，把暂时将此光纤或每一光纤相对其支撑件固定的装置松开，然后让支撑件之一或每一支撑件，沿轴向朝另一个支撑件相对已熔接的光纤运动，直至两支撑件的相邻端面（4）靠近或留有予定距离为止。

3、按照权利要求2所述的方法，其中支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件相对已熔接的光纤运动，以使相邻的端面靠近，其特征在于：这对支撑件的相邻端的形状，被加工成一个对另一个产生咬合，以对此熔接提供机械保护，并将这对支撑件永久性固定在一起。

4、按照权利要求2所述的方法，其中支撑件（1，21）之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件相对已熔接的光纤运动，以使相邻的端面（4）分开一予定距离，其特征在于：两支撑件之间的任何空间，基本上都要注入液态或半液态的可固化材料（10，30），并且容许或导致该固化材料固化，以为该熔接提供机械保护，并将这对支撑件永久固定在一起。

5、按照上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于：将每根光纤（F）暂时性固定在其所在支撑件（1，21）的通孔（2，22）中，是借助于可动的插塞（9，29），该插塞被插在支撑件两端中间横向延伸的孔（6，26）中，以便将此光纤压住并暂时夹紧在此通孔的壁上，而不会使光纤产生能使其出现永久性不容许的光纤传输损失之类的微量弯曲。

6、按照上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于：对此熔接的机械保护，可由围绕在这对支撑件（1，21）周围装配的予制套筒（14，34）提供，该套筒沿其长度的纵向方向上被分成两个分开的构成部分（15，16;35，36），其相互间的形状及其相对这对支撑件的形状，作得能让该套筒的两部分按一定方式锁在一起，以使支撑件及其周围的两部分套筒之间的相对纵向移动能被阻止。

7、按照权利要求6所述的方法，其特征在于：一对支撑件（21）的轴向对准，是靠在一个予制的细长体（35）表面上加工出来的纵向延伸的凹槽（37）中让两支撑件作滑动配合来实现的;两根光纤的熔接，是穿过该细长体两端中间的凹槽底壁上的孔（39）进行的。

8、按照权利要求7所述的方法，其特征在于：在熔接完成之后，用一个插塞来封住凹槽（37）底壁上的孔（39），而且该细长体（35）可以用作上述两部分套筒（34）中的一部分，以对熔接进行机械保护。

9、按照上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于：一个予定宽度的横向伸展的可伸缩的阻挡块（11），被暂时性插在这对支撑件（1，21）之间，当支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件运动时，两支撑件的端面（4）与其靠住，从而确保两光纤的端面之间分开一所要求的予定距离。

10、一种用来至少在一对光纤之间实现端对端熔接用的设备，其特征在于该设备包括：一对予制的基本上为刚性的支撑件（1，21），其中每一支撑件都有一个开在端部的纵向延伸的通孔（2，22）;以及用来约束上述支撑件彼此相向或反向运动以使其通孔作大致轴向对准用的装置（3，8;35，37）;每一支撑件上的通孔，在接近另一支撑件处该通孔端部或邻近端部的至少一部分通孔长度（5）范围内，其所具有的直径能让光纤（F）在其中滑动配合。

11、按照权利要求10所述的设备，其特征在于：上述约束运动用的装置，包括予制的细长体（35），在该细长体的表面上有一个支撑件（21）能在其中滑动配合的纵向延伸的凹槽（37）;该细长体两端中间的凹槽底壁上有一个孔（39），至少能让一对光纤（F）能进行熔接。

12、按照权利要求11所述的设备，其特征在于：所述的予制细长体（35），可以构成沿其长度被纵向分成两个分开构成部分的予制套筒（34）的一部分;此套筒（34）的细长体（35）及另一部分（36），彼此相关并相对于一对支撑件（21）的形状，作得能使套筒的两部分围绕一对支撑件按一定方式锁定在一起，以使支撑件及其周围的两部分套筒之间的纵向相对运动能被阻止。

13、按照权利要求12所述的设备，其特征在于：两部分套筒中的每一部分，基本上都具有凹槽形;而且一个凹槽的纵向延伸壁，适合于同另一个凹槽的纵向延伸壁咬合配合;并且一个或者每一个凹槽形部分都有一或多个横向延伸的肩部，适于与其啮合，且能防止这对支撑件相对该套筒的纵向移动。

14、按照权利要求10所述的设备，其特征在于：上述约束运动用的装置，包括一对细长的导向件（3，8），基本上平行延伸并布置在每个支撑件（1）上通孔的径向相对两侧;而且一个支撑件上的细长导向件，适于同另一个支撑件上的细长导向件啮合，以约束两个支撑件使其通孔沿轴向对准。

15、按照权利要求14所述的设备，其特征在于：每个支撑件（1）上的一对细长导向件，都由能从该支撑件的端面中伸出的直线形撑杆（8）及该支撑件上的直线形孔（3）构成，此孔（3）用来接纳另一支撑件上的撑杆。

16、按照权利要求14或15所述的设备，其特征在于：该设备还包括沿其长度方向被纵向分成两个分立的组成部分（15，16）的予制套筒（14），该套筒的两部分彼此相关并相对于一对支撑件（1）加工成形，使此套筒的两部分能围绕一对支撑件按一定方式锁定在一起，以使支撑件及其周围的两部分套筒之间的纵向相对运动能被阻止。

17、按照权利要求10至16中任一权利要求所述的设备，其特征在于该设备还包括：具有予定宽度的用来暂时性插在一对支撑件（1，21）之间的横向伸展的可伸缩挡块（11），当支撑件之一或每一支撑件沿轴向朝另一支撑件运动时，两支撑件的端面（4）将与其靠住，从而确保两光纤的端面之间分开一所要求的予定距离。

18、按照权利要求10至17中任一权利要求所述的设备，其特征在于：在一对支撑件中每一支撑件上通孔的每一端，该通孔的直径可以局部性增大，一种情况是使光纤开头比较容易地导入通孔，而在另一种情况下，是为了容纳熔接及/或对此熔接和直接邻近此熔接的局部光纤进行保护用的可固化材料。

19、按照权利要求10至18中任一权利要求所述的设备，其特征在于：予制的基本上为刚性的细长支撑件以及两部分保护套筒，当被采用时，是由模压塑料制造的。

20、以权利要求1至9中任一权利要求所述的方法而制成的有机械保护的光纤熔接。

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