从给定文件中,我们可以提取以下与“砷化镓结型激光器研制过程中的观察和测量”相关的知识点。
1. 红外反射光谱技术的使用:文章提到使用红外反射光谱技术来测量砷化镓外延层的自由载流子浓度。红外反射光谱是一种非破坏性的测量手段,它利用红外光与固体材料的相互作用来研究物质的电子结构。
2. 等离子体振荡与反射率的关系:描述中提到了红外光与固体等离子体的相互作用,以及等离子体边(plasma edge)的概念。等离子体边是指当光的频率接近等离子体振荡频率ωp时,自由电子和正离子作为整体振荡,导致反射率迅速上升的现象。
3. 载流子浓度的计算公式:文中给出了计算等离子体振荡频率ωp的公式,ωp=√(Ne^2/m*εL),其中N是自由载流子浓度,e是电子电荷量,m*是载流子的有效质量,εL是无载流子存在时材料的介电常数。通过测量ωp,可以计算出载流子浓度N。
4. 测量设备的描述:实验中使用了UR-10型双光束红外分光光度计进行测量。文中还提到了为适应该仪器而设计的反射装置,其设计满足了多项条件,以确保测量准确性。
5. 高掺杂GaAs的红外反射率特性:高掺杂的GaAs单晶表现出异常的色散特性,即反射率R随波长变化而迅速上升,接近100%。这一现象是由于等离子体边的存在。
6. 样品的选取与处理:文中提到选取n型和p型的GaAs样品进行研究,并采用霍耳法和范德堡法进行载流子浓度的初步测量,然后用红外分光光度计进行反射率测量。
7. 反射率测量的标准校准方法:由于待测样品尺寸小且形状不规则,文中描述了利用纯的GaAs单晶来进行反射率的校准,确保测量准确。
8. 反射率测量结果的记录与分析:研究者记录了反射光谱曲线,并通过分析反射极小值波数位置,制作了载流子浓度与反射极小值波数之间的关系曲线,进而可以确定待测样品的载流子浓度。
9. 砷化镓结型激光器的性能研究:文中最后强调了研究掺杂浓度对GaAs结型激光器性能的重要性,并指出该研究是基于已有样品的反射率测量数据,对掺杂浓度与激光器性能关系的基本工作。
以上知识点覆盖了从理论基础到实验测量方法,再到结果分析与应用,全面展现了1973年在砷化镓激光器研制领域的科学实践和研究成果。