Brevet FR2348589A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un dispositif laser semiconducteur à double hétéro-structure. L'invention concerne plus particulièrement une structure de dispositif laser semi-conducteur ayant un mode laser stabilisé et une grande fiabilité. j Les dispositifs laser semi-conducteurs sont actuellement des éléments indispensables comme sources lumineuses dans les systèmes de communications optiques. Comme cela est bien connu dans l'art antérieur, on adopte une double hétéro-structure (DH) pour les dispositifs semi-conducteurs qui fonctionnent avec un bon rendement à température ambiante. Une structure typique de laser semi-conducteur à double hétéro-structure, très perfectionné, au GaAs-GaAlAs est représentée sur les Fig. 1-a et 1-b. La Fig. 1-a est une vue représentant la section de l'élément dans une direction parallèle à la propagation de la lumière et la Fig. l-b est une vue représentant la section de l'élément de la Fig. l-a dans une direction perpendiculaire à la propagation de la lumière.On prépare, ordinairement, un tel élément en faisant croître sur un substrat 1 en n-GaAs, une couche 2 de n-Ga1 xAxAs (par exemple, x est égal a 0,3) correspondant à un second semi-conducteur, une couche 3 de p-GaAs correspondant à un premier semi-conducteur, une couche 4 de p-Gal~xAe As (par exemple x est égal à 0,3) correspondant à un troisième semi-conducteur et une couche 5 de p-GaAs facilitant la connexion électrique avec une électrode positive 6, par épitaxie successive en phase liquide, puis en formant des électrodes et en clivant les cristaux pour former une face réfléchissante 8. Le numéro de référence 7 désigne une électrode négative.Lorsque ce dispositif laser est excité par un courant de 100 mA sous 2,2 V f2 kA/cm2) à température ambiante, on obtient une puissance lumineuse continue de 10 mW à 8900 A en ondes entretenues. Le dispositif laser ayant la structure précédente, peut être facilement construit en série et présente une grande longévité et une grande fiabilité. Mais, un dispositif laser de ce type est défectueux, car le mode laser devient instable.Plus précisément, dans la structure ci-dessus, la région de la première couche semi-conductrice 3, située sous l'électrode positive 6 est le siège d'un effet laser, mais, comme l'indice de réfraction nta pas été volontairement modifie dans la direction x de cette couche, le mode laser dans la direction x est déterminé par un profil peu marqué de l'indice de réfraction et par le profil de gain produit par l'application d'un courant électrique. Ce profil de l'indice de réfraction ou ce profil de gain varient considérablement, en fonction des modifications du courant d'excitation ou de la température et de paramètres de la structure de l'élément comme l'épaisseur de la couche. Par conséquent, le mode laser présente généralement des modifications irrégulières et n'a aucune reproductibilité.Cette instabilité du mode transversal exerce une influence défavorable sur la linéarité du courant d'excitation, par rapport à la puissance lumineuse de sortie. Lorsque l'on applique une modulation avec une polarisation pulsée, des variations instables se produisent dans la puissance de sortie lumineuse et le rapport signal-sur-bruit est détérioré, tandis que la directivité de la lumière délivrée est rendue instable, de sorte qu'il devient difficile d'appliquer la puissance lumineuse délivrée avec un bon rendement stable à d'autres systèmes optiques comme des fibres lumineuses. L'application pratique d'un tel dispositif laser pose donc différents problèmes. Quelques tentatives ont été faites pour éliminer les inconvénients ci-dessus. Par exemple, le dispositif laser, appelé BH (hétéro-structure profonde) a été développé (T. Tsudaka, J. Appl. Phys., 45, 4897 (1957)). La section de ces dispositifs laser est représentée sur la Fig. 2. En se référant maintenant à la Fig. 2, on peut voir une couche 3 de p-GaAs dans laquelle se produit l'action laser, qui est entourée par une couche 2 de nGaîxAtxAs, d'une couche 4 de p-Ga1 Ae As et d'une couche 9 de n-Ga1~xAtxAs, ayant chacune un indice de réfraction inférieur à celui de la couche 9. Avec cette disposition, il existe une variation définitive de l'indice de réfraction également dans la direction x. Le mode transversal est donc stabilisé, et les difficultés caractéristiques entraînées par la structure de l'élément représenté sur les Fig. 1-a et l-b, sont éliminées.Pour réaliser la structure dé l'élément représentée sur la Fig. 2, on fait croître une couche 2 de n-Gal~xAAs. une couche 3 de p-GaAs et une couche 4 de p-Ga1 Al As sur un substrat 1 en n-GaAs par épitaxie successive en phase liquide et puis, on donne à la structure la forme d'une bande mesa et on fait croître n-Gal xAlxAs par épitaxie en phase liquide. Les étapes de la production sont donc complexes et le rendement de production est très bas.En plus de ces défauts, il existe un autre inconvénient, du fait que pendant le processus de fabrication, spécialement lors de la seconde étape de croissance, des défauts des cristaux se produisent facilement et qu'ils exercent une mauvaise influence sur des paramètres concernant llutilite ae;que comme la longévité et la fiabilité. Un dispositif laser en forme de spot, capable de présenter l'effet laser uniquement en mode transversal, est utilisable comme source lumineuse pour les communications par fibres en mode unique, ou comme source lumineuse, pour les dispositifs optiques de traitement de l'information, comme le disque video et le développement d'un dispositif laser remplissant ces conditions dans les domaines d'applications ci-dessus est tout à fait souhaitable. Dans ces domaines d'applications, on demande généralement que la largeur des spots de la lumière délivrée soit de l'ordre de 1 à 8 vm. Comme le dispositif laser dans lequel on obtient un mode unique de fonctionnement transversal, s'obtient dans la face de la jonction du laser, on peut indiquer un dispositif laser à hétèro- structure profonde, comme l'indique la Fig. 2 et un dispositif laser à bande de jonction transversale (IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-ll, NO 7, July, 1975). Le premier dispositif est défectueux, car la largeur du spot est limitée à environ 1 um au plus et que la croissance des cristaux doit être effectuée deux fois. Le dernier dispositif est défectueux, car il faut diffuser du zinc régulièrement en profondeur dans la région ou siège l'effet laser après la croissance des cristaux et que l'on ne peut pas obtenir une fiabilité complète. L'invention a pour principal objet de proposer une structure de dispositif laser semi-conducteur, qui ne présente aucun des défauts des doubles hétéro-structures, mentionnés ci-dessus, qui présente un- effet laser stabilisé et qui soit facile à préparer. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un dispositif laser semi-conducteur ayant un faible seuil de la densité de courant qui conduit à la stabilisation du mode laser. Un autre objet de l'invention consiste à proposer une structure de dispositif laser semi-conducteur ayant une grande fiabilité et une grande longévité et dans laquelle le mode laser soit stabilisé. Un autre objet de l'invention consiste à proposer une structure réalisant un laser semi-conducteur, dans lequel un seul fonctionnement fondamental soit possible, avec un mode laser stabilisé. Dans l'invention, les objets ci-dessus peuvent être obtenus grâce à un dispositif semi-conducteur, constitué par un substrat semi-conducteur et une pluralité de couches semi-conductrices disposées sur ce substrat, cette pluralité de couches semi conductrices comprenant une première couche semi-conductrice composée d'un premier semi-conducteur et une seconde et une troisième couches semi-conductrices, entre lesquelles est disposée la première couche semi-conductrice, chacune de ces seconde et troi sième couches semi-conductrices ayant une bande interdite plus large que celle de la première couche semi-conductrice, avec, dans ce dispositif, une région dans laquelle l'effet laser ne peut pas se produire, ayant un indice de réfraction utile complexe différent de celui de la région laser active de la première couche semi-conductrice, disposée sur le côté de cette région laser active. Les problèmes précédents qu'entraînent les dispositifs laser semi-conducteurs classiques, sont résolus dans l'invention, grâce à une structure de laser semi-conducteur, qui va être décrite en détails, par la suite. On va d'abord décrire l'essentiel de la structure du premier type d'élément laser semi-conducteur, suivant l'invention. Une seconde et une troisième couches semi-conductrices, constituées chacune par un semi-conducteur ayant une bande interdite plus large que celle du premier semi-conducteur et un indice de réfraction plus petit que celui du premier semi-conducteur, sont fixées des deux côtés d'une première couche semi-conductrice, constituée par le premier semi-conducteur.Dans au moins l'une de ces seconde et troisième couches semi-conductrices, on crée une différence d'épaisseur sur au moins l'une des limites entre la région du laser et l'autre région et une couche semi-conductrice ayant un indice de réfraction complexe différent de la couche semi-conductrice et disposée le long de la région d'épaisseur réduite de cette couche semi-conductrice. Cette couche semi-conductrice, d'épaisseur variable (au moins l'une de ces seconde et troisième couches), est disposée de façon à ce que la région laser corresponde à une région de plus grande épaisseur et a ce que la région restante corresponde à une région d'épaisseur plus faible. Grâce à cette disposition, on obtient de bons résultats, en ce qui concerne le gain optique. Les raisons en apparaîtront d'après la description donnée ci-dessous. Il est inutile de dire que même si l'on adoptait la disposition inverse, c'est-à-dire que même si l'épaisseur était modifiée de façon à ce que la région laser corresponde a une région d'épaisseur plus faible et à ce que la région non-laser corresponde à une région d'épaisseur plus grande, on obtiendrait de la même manière, un effet de confinement de la lumière laser dans la région prescrite. Selon une première modification du dispositif laser semiconducteur de l'invention, une quatrième couche semi-conductrice est formée sur le substrat semi-conducteur, et un canal en forme de bande est formé sur la quatrième couche semi-conductrice, et les première et troisième couches semi-conductrices sont disposées sur cette quatrième couche semi-conductrice. Lorsque la qua trième couche semi-conductrice a un type de conductivité électri- que opposé à celui du substrat, on peut faire passer un courant électrique de façon sélective dans la portion du canal.En outre, lorsque la quatrième couche semi-conductrice a une conductivité électrique de même type que celle du substrat, et que la résistivite spécifique de la quatrième couche semi-conductrice est su périeure à celle des semi-conducteurs du canal, on peut réduire l'étalement du courant électrique. Cette quatrième couche semiconductrice agit encore comme ce que l'on appelle une couche tampon, et les défauts sont considérablement réduits. On peut donc obtenir de cette façon un dispositif laser de longue durée, produit en grande série. Suivant une autre modification du dispositif laser semi-conducteur de l'invention, la largeur de la région de grande épaisseur de la seconde et de la troisième couches, est ajustée entre deux 2 vm et 8 pm et la perte de gain optique dans le guide d'ondes optiques de la région d'épaisseur élevée, est inférieure d'au moins 40 cm 1 a la perte dans le guide d'ondes optiques de la région adjacente d'épaisseur faible, de sorte que l'on peut obtenir un dispositif laser semi-conducteur, présentant l'effet laser dans le mode transversal stabilisé le plus bas. Le dispositif laser de cette modification remplit complètement les conditions, lorsque l'on a besoin d'un dispositif laser semi-conducteur capable de fonctionner suivant un mode unique. Suivant encore une autre modification du dispositif laser semiconducteur de l'invention, une portion de bande protubérante est formée sur la seconde ou la troisième couches semi-conductrices, sur le côté de la première couche semi-conductrice, et la première couche semi-conductrice est rendue protubérante le long de cette portion protubérante, de sorte que l'indice de réfraction est modifie par rapport à la direction transversale de la région active du laser de la première couche semi-conductrice. La Fig. 1-a est une vue représentant la section d'un dispositif laser semi-conducteur classique, à double hétéro-structure, dans une direction parallèle à la propagation de la lumière La Fig. 1-b est une vue représentant la section du dispositif laser de la Fig. 1-a, dans une direction perpendiculaire à la propagation de la lumière La Fig. 2 est une vue en coupe du laser à injection à hétérostructure profonde La Fig 3 est une vue en coupe représentant la structure de base du dispositif laser semi-conducteur de l'invention ; La Fig. 4 est une vue représentant schématiquement, la structure de guide d'ondes du dispositif semi-conducteur de llinven- tion ;; La Fig. 5 est une vue représentant les profils des ondes gui dées à l'intérieur du dispositif semi-conducteur de l'invention observés lorsque l'indice de réfraction de la seconde couche semiconductrice est supérieur et égal à l'indice de réfraction de la troisième couche semi-conductrice, ces seconde et troisième couches semi-conductrices étant disposées de façon à ce que la première couche semi-conductrice soit intercalée entre elles La Fig. 6 illustre la caractéristique de la puissance de sortie lumineuse en fonction du courant, dans un dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 1 La Fig. 7-a représente le profil de l'intensité a grande distance sur la face x-z des dispositifs laser a semi-conducteur de la réalisation 1 ; ; La Fig. 7-b représente le profil de l'intensité à grande distance sur la face x-z du dispositif laser classique OH, représenté sur les Fig 1-a et 1-b ; La Fig. 8 représente la caractéristique de l'effet laser observe, lorsque l'épaisseur d d'une couche active et l'épaisseur t1 de la partie plus mince de la seconde couche semi-conductrice sont modifiées dans le dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 1 La Fig. 9 représente les relations entre l'épaisseur maximale tM de la région d'épaisseur la plus mince de la seconde couche semi-conductrice et de la variation de la densité du courant de seuil Jth/Jtho par rapport à l'indice de réfraction de la troisième couche semi-conductrice dans un dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 5 ;; La Fig. 10 représente les relations de l'epaisseur maxi male tM de la région moins épaisse de la seconde couche semiconductrice et de la variation de l'intensité du courant de seuil Jth/Jtho par rapport à l'indice de réfraction de la troisième couche semi-conductrice dans un dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 6. La Fig. 11 représente la caractéristique de la puissance de sortie lumineuse en fonction du courant, dans un dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 9. La Fig. 12 est une vue en coupe représentant une réalisation de dispositif laser semi-conducteur de l'invention qui comprend une couche tampon. La Fig. 13 est une vue en coupe représentant une autre réali- sation d'un dispositif laser semi-conducteur de l'invention dans laquelle un canal est formé à l'intérieur d'une couche tampon. La Fig. 14 est une vue en coupe, représentant encore une autre réalisation de dispositif laser semi-conducteur de l'invention, dans laquelle est formé un canal qui perce une couche tampon et qui atteint le substrat. La Fig. 15 est une vue en coupe représentant une réalisation de la série des semi-conducteurs InP-GaInAsP ayant la structure de l'invention. La Fig. 16 est un schéma illustrant la structure conduisant a un fonctionnement laser suivant un mode unique dans le dispositif semi-conducteur de l'invention. La Fig. 17 est une vue illustrant la relation entre le gain de seuil Gth et l'épaisseur t1 dans une région de faible epaisseur de la seconde couche semi-conductrice, lorsque l'épaisseur d de la région active est de 0,1 um, en utilisant la largeur W du canal comme paramètre. La Fig. 18 est une vue indiquant les relations entre la variation du rapport du gain de seuil F'th du mode de fonctionnement transversal de premier ordre et le gain de seuil Gth du mode transversal inférieur avec t1 et W, lorsque l'épaisseur d de la couche active est de 0,1 um. La Fig. 19 est une vue cn coupe illustrant un exemple d'élé- ment réalisant le fonctionnement laser a mode unique dans le dispositif laser semi-conducteur de l'invention. La Fig. 20 -représente le profil de l'intensité a faible distance dans le dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 19. La Fig. 21 représente les résultats de l'estimation de la sta bilité du mode laser du dispositif semi-conducteur de l'invention si d est de 0,1 vm, t1 est dans la gamme de 0,1 a 0,8 um et W dans la gamme de 1 a 10 um. La Fig. 22 est une vue en coupe représentant un exemple d'élé- ment dans lequel une partie épaisse et une partie mince sont formées sur la troisième couche semi-conductrice. La Fig. 23 est une vue en coupe illustrant un dispositif laser semi-conducteur, dans lequel on fait varier l'indice de réfraction dans la direction transversale de la région active en courbant la couche active. La Fig. 24 est une vue illustrant la structure du guide d'ondes lumineuses du dispositif laser semi-conducteur, représenté sur la Fig. 23. La Fig. 25 est une vue en coupe, représentant une réalisation de dispositif laser semi-conducteur dans laquelle le confinement optique est obtenu dans la direction transversale de la région active en courbant la couche active. La Fig. 26 représente les caractéristiques de la puissance lumineuse de sortie, en fonction du courant, dans le dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 21. La Fig. 27-a représente le profil de l'intensité à grande distance sur la face x-z du dispositif laser semi-conducteur de la réalisation 21. La Fig. 27-b représente le profil de l'intensité à grande distance du dispositif laser semi-conducteur représenté sur les Fig. 1-a et 1-b. La Fig. 28 représente les puissances lumineuses obtenues lorsque le dispositif laser semi-conducteur représenté sur la Fig. 25 et le dispositif laser semi-conducteur représenté sur les Fig. -1-a et 1-b sont excités en présence d'une polarisation pulsée. La Fig. 29 est un schéma représentant la conception d'un dispositif laser semi-conducteur, dans lequel la largeur de la bande de canal ou la protubérance est modifiée. La Fig. 30 représente le profil de l'intensité à grande distance dans la face x-z du dispositif laser semi-conducteur représenté sur la Fig. 29. La Fig. 31 est un schéma représentant la conception d'un dispositif laser semi-conducteur dans lequel une bande de canal ou protubérance est courbée. La Fig. 32 est une vue en coupe représentant une modification du dispositif laser semi-conducteur représenté sur la Fig. 25 dans laquelle l'épaisseur de la couche active est modifiée. La Fig. 33-a représente le profil de l'intensité à faible distance dans la direction x dans le guide d'ondes lumineuses du dispositif laser semi-conducteur représenté sur la Fig. 32. La Fig. 33-b représente le profil de l'intensité à faible distance en direction x dans le guide d'ondes lumineuses du dispositif laser BH représenté sur la Fig. 2. La Fig. 34 est une vue en coupe représentant une réalisation dans laquelle une pluralité d dispositif laser semi-conducteur représentéssur la Fig. 25 sont connectés l'un à l'autre. La Fig. 35-a illustre le spectre laser d'un dispositif laser semi-conducteur des réalisations 21 à 24. La Fig. 35-b illustre la spectre laser du dispositif laser semi-conducteur complexe représenté sur la Fig. 34 La Fig. 36 est une vue en coupe d'une rèalisation des dispositifs laser semi-conducteurs de la série InP-GaI-nAsP ayant une couche active courbée. On va maintenant considérer le principe de base de l1inven- tion en se référant à la Fig. 3 qui est une vue en coupe représentant les parties principales d'un exemple typique de dispositif laser semi-conducteur de l'invention. Le numéro de référence 11 désigne un cristal substrat sur lequel est formé un canal en bande, et les couches décrites cidessous sont obtenues par croissances successives sur ce substrat 11. Une seconde couche semi-conductrice 12 a une portion qui se prolonge en direction du substrat 11. Les numéros de références 13 et 14 désignent respectivement une première couche semi-conductrice et une troisième couche semi-conductrice. La première couche semi-conductrice qui effectue l'opération laser est intercalée entre les seconde et troisième couches semi-conductrices qui sont constituées chacune par un semi-conducteur ayant une bande interdite plus large que celle du semi-conducteur de la pre mière couche semi-conductrice et un indice de réfraction inférieur à celui du semi-conducteur de la première couche semi-conductrice. On a donc ainsi établi ce que l'on appelle une double hétero- structure dans laquelle les porteurs et les photons sont confinés avec une densité élevée dans la première couche semi-conductrice. Dans cette réalisation, le cristal substrat 11 constitue une région absorbant les ondes évanescentes venant de la région d'épaisseur réduite de la seconde couche semi-conductrice 12, c'est-à-dire une région dans laquelle la partie imaginaire de l'indice complexe de réfraction est modifiée. On va maintenant décrire en détails cette réalisation en se référant aux cas ou l'on utilise du GaAs et du GaAtAs comme couches semi-conductrices. En général, le substrat est constitué de GaAs ou de Gal, As, la première couche semi-conductrice est constituée de Ga1 yAEyAs et chacune des seconde et troisième couches semiconductrices est constituée de Ga1 xA2xAs, la relation 0 Cette structure assure une fonction équivalente à celle d'un guide d'ondes dans lequel on modifie dans la direction x de la couche du guide d'ondes soit l'indice efficace de réfraction et le gain optique, soit les pertes, soit les deux. Cette structure de guide d'ondes est représentée schématiquement sur la Fig. 4. Comme on l'a signalé, l'indice de réfraction est modifie dans la direction y par le matériau lui-même qui constitue les couches semi-conductrices 12 et 14. En plus, en ce qui concerne la direction x, les régions 131 et 132 peuvent être choisies de façon à ce que leurs indices complexes efficaces de réfraction soient dif férents. Dans les régions 131 et 132 de la couche semi-conductrice 13, on rend soit l'indice efficace de réfraction et le gain optique, soit le gain ou les deux, différents de la couche semi-conductrice 13, par l'effet de pénétration de l'onde évanescente dans le cristal substrat 11.Lorsque l'indice de réfraction du cristal substrat 11 est supérieur à celui de la couche semiconductrice 12, l'indice efficace de réfraction de chacune des régions 131 et 132 est supérieur à celui de la couche semi-conductrice 13. Dans le cas contraire, l'indice efficace de réfraction de chacune des régions 131 et 132 est inférieur à celui de la couche semi-conductrice 13. Cela reste vrai en ce qui concerne le gain optique ou les pertes. Dans les di.SDOS?ti.CS pratioues, des é1ectrndesconvenable sont disposées sur les côtés du substrat et de la troisième couche semi-conductrice 14 (les numéros de référence 15, 16, 17 et 18 représentent des portions constituant des électrodes comme l'illustrent les réalisations considérées plus loin). Dans cette structure, la lumière guidée se repartit dans une zone dont la région 130 de la première couche semi-conductrice 13 est le centre, et se propage dans une direction perpendiculaire a la surface du dessin. Les caractéristiquesdudispositif laser semi-conducteur de l'invention sont fortement influencées par l'épaisseur de la seconde couche semi-conductrice 12.Comme on lia signalé précédemment, l'épaisseur de la portion de la couche semi-conductrice 12 dont ltepaisseur est réduite, est réglée de façon a ce que la fin de l'onde évanescente atteigne le substrat. Si l'on suppose que r définit la distance dans la direction y pour laquelle l'onde évanescente provenant de la couche semi-conductrice 12 est réduite de 1/e, on peut obtenir approximativement r par l'équation : x représente une longueur d'onde en espace libre, n12, n13 et n14 représentent respectivement les indices de réfraction des couches semi-conductrices 12, 13 et 14 et d désigne l'épaisseur de la couche semi-conductrice 13. D'ailleurs, la méthode de calcul d'une valeur approximative de la profondeur de pénétration est exposée dans la thèse de E.A.J. Marchatili, publiée dans le Bell Syst. Tech. J., 48, pages 20712102 (1969). Lorsque l'on considère l'équation ci-dessus, il devient évident que l'onde évanescente ne pénètre pas sensiblement au-delà d'une profondeur de plus de 3r. Etant donné le principe de l'invention, il apparaît que plus l'épaisseur t1 est faible, plus le fonctionnement en mode transversal est stabilisé. En se reportant à l'équation ci-dessus, on peut dire que si l'épaisseur t1 de la portion de la couche semi-conductrice 12, dont l'épaisseur est réduite est fixée de manière a satisfaire la condition de t1 Dans l'exemple précédent ou GaAs et GaAtAs sont employés dans les couches semi-conductrices, d est réglé à une valeur de la gamme allant de 0,05 à environ 0,2 pm en fonctionnement réel. Dans ce cas, r est sensiblement égal à 0,3 pm. Du point de vue pratique, on préfère que t1 soit Dans le cas ou un canal est formé sur le substrat, on préfère, d'un point de vue pratique, que la largeur W du canal se situe dans la gamme allant de 1 à 30 uni. Si la largeur W dépasse largement cette gamme, il est difficile de donner à la face supérieure de la portion protubérante de la seconde couche semi-conductrice, une forme plane. Le dispositif laser semi-conducteur ayant la structure définie ci-dessus dans laquelle un canal est formé sur le cristal substrat offre les avantages suivants (1) Puisque l'on peut former la structure par une épitaxie successive en phase liquide, la production peut être remarquablement facilitée ; (2) Pendant la phase de préparation, il n'est pas nécessaire de procéder à une gravure mesa pour former les couches semi-conductrices 12, 13 et 14. (3) Puisque l'on obtient la géométrie d'une bande planaire, la structure résultante est excellente du point de vue des carac téristiques de fiabilité et de diffusion thermique. Dans la disposition ci-dessus, la seconde couche semi-conductrice formée se compose d'une portion protubérante suffisamment épaisse qui correspond à la région du laser et d'une portion mince qui correspond à l'autre région. On va maintenant décrire la variation du coefficient effectif de perte du guide d'ondes dans la direction x du dispositif laser semi-conducteur, ayant la structure ci-dessus. Dans la partie de la seconde couche semi-conductrice extérieure à la portion protubérante, la fin de l'onde évanescente atteint la cristal substrat 11 et une partie de l'onde est absorbée dans cette portion. D'autre part, dans la portion protubérante, cette absorption ne se produit pas. Donc, le coefficient effectif de perte du guide d'ondes dans l'autre portion est nettement plus élevé que celui de la portion protubérante. Les ondes lumineuses sont guidées par cette différence du coefficient effectif de perte dans la direction transversale parallèle à la face de la jonction, et le fonctionnement du laser est assuré de façon stable en mode transversal, la région 130 de la première couche semi-conductrice 13 existant au-dessus de la portion protubérante de la seconde couche semi-conductrice 12 jouant le rôle de centre.Cette caractéristique est basée sur l'effet de guide d'ondes dû à la différence du coefficient effectif de perte. En général, on peut atteindre cet objet en produisant une différence de l'indice complexe de réfraction. Comme on le verra d'après l'illustration pré- cédente des principes de l'invention, l'effet spécial ci-dessus n'est pas dû à l'emploi de matériaux constituants particuliers. Autrement dit, llinvention peut stappliquer non seulement aux lasers des matériaux de la série Ga-At-As et Ga-A-As-Sb, mais aussi aux lasers des matériaux de la série du Ga-A-As-P, Ga-As-P et In-Ga-As, aux composes semi-conducteurs des éléments des groupes III-V et II-V et aux autres matériaux semi-conducteurs. Comme on l'a signalé ci-dessus, les objets de l'invention peuvent être avantageusement atteints si l'épaisseur t1 de la couche semi-conductrice 12 est réglée de façon a ce que la fin de l'onde évanescente pénètre dans le substrat. En pratique, les objets de l'invention peuvent être atteints plus avantageusement si l'on adopte la structure lamifiée suivante, lorsque l'épaisseur t est fixée. Les indices de réfraction de laseconde et de la troisième couches semi-conductrices qui sont placées de chaque côté de la pre mière couche semi-conductrice, sont fixées de la façon suivante. C'est-à-dire que l'indice de réfraction de la couche semiconductrice dont l'épaisseur varie par échelons est amené à une valeur plus grande que celle de l'indice de réfraction de la couche semi-conductrice disposée sur la face opposée, alors que la première couche semi-conductrice est intercalée entre les deux. En se référant maintenant à la Fig. 3 à titre d'exemple, l'indice de réfraction n 12 de la couche semi-conductrice est porté à une valeur supérieure à l'indice de réfraction n14 de la couche semi-conductrice 14 (c'est-à-dire que la relation n 12 plus grand que n14 est réalisée). Le profil du guide d'ondes obtenu dans ce cas est représenté sur la Fig. 5. L'abscisse indique l'épaisseur du cristal et l'ordonnée indique l'intensité de l'onde guidée.Les numéros de références 11, 12, 13, et 14 de la Fig. 5 désignent des régions des couches semi-conductrices représentées avec les mêmes numéros de références. La courbe 51 représente le profil de l'onde guidée observé lorsque l'indice de réfraction de la couche semi-conductrice 12 est le même que celui de la couche semi-conductrice 14 (n 12 = n14) et la courbe 52 représente le profil de l'onde guidée observé lorsque la relation n12 plus grand que n14 est réalisée entre les indices de réfraction des deux couches. Dans le cas où n12 = n14, le profil de l'intensité de l'onde guidée est symétrique, la première couche semi-conductrice 13 étant au centre. Comme on l'a indique ci-dessus, l'épaisseur t0 de la partie mince de la couche semi-conductrice 12 satisfait la condition : t0 inférieur ou égal à 3r. Au contraire, dans le cas où n12 est plus grand que n14, comme l'indique la courbe 52, le profil de l'intensité de l'onde guidée est dissymétrique et décalé vers le cristal substrat 11. Donc, même si t1 qui est supérieur à t0 est choisi comme épaisseur de la partie mince de la couche semi-conductrice 12, on peut obtenir sensiblement un effet équivalent à celui du cas ou n12 = n14 Naturellement, la condition t1 inférieur ou égal à 3r, doit être également satisfaite dans ce cas.Grâce à cette disposition, on peut obtenir les avantages suivants On peut choisir une épaisseur relativement grande de la seconde couche semi-conductrice (surtout pour la région mince de la couche 12-de la Fig. 3) et donc, le contrôle de l'épaisseur de la couche semi-conductrice 12, peut s'en trouver remarquablement fa cilité. De plus, bien que des défauts puissent exister à l'interface entre le cristal substrat 11 et la couche semi-conductrice 12, puisque c'est une première interface de croissance d'un criscal, comme on peut augmenter l'épaisseur de la couche semi-conductrice 12, la couche active du laser (c'est-à-dire la première couche semi-conductrice) n'est pas influencée par ces défauts d'interface et la fiabilité des caractéristiques peut être renforcee. L'importance de l'augmentation de l'épaisseur t de la couche semiconductrice 12 que l'on peut obtenir en rendant l'indice de réfraction de la-couche semi-conductrice 12 supérieur à celui de la couche semi-conductrice 14 peut être évaluée approximativement par les formules suivantes. Si l'on suppose que l'indice de réfraction de la première couche semi-conductrice 13 est n13, que l'épaisseur de la couche 13 est d, que l'indice de réfraction de la couche 12 est n12, que le rapport entre l'énergie lumineuse présente ansje.crtistalsubstrat 11 et l'énergie totale de la distribution lumineuse par rapport a la direction y, le long de la ligne a-al de la Fig. 3 est F et que la longueur d'onde de la lumière du laser est A, si les relations suivantes sont établies k = 2ri (2) et G2 = k2(n123 "12(3) le rapport t sur t0 s'exprime de la façon suivante :: Dans la formule (4) ci-dessus, m est un paramètre qui indique le degré de dissymétrie de la distribution lumineuse, et les indices de réfraction n14 de la couche semi-conductrice 14 et de la couche semi-conductrice 12 sont liés par la relation représentée par la formule suivante Dans le cas d'une distribution symétrique (n14 = n12), m est égal à 1 et dans le cas d'une distribution dissymétrique, m est supérieur a 1. D'après les formules (4) et (5) ci-dessus, on comprend facilement que si l'indice de réfraction n12 de la couche semi-conductrice 12 est amené à une valeur supérieure à celle de l'indice de réfraction n14 de la couche semi-conductrice 14 suivant l'invention, m augmente et t/t0 augmente brutalement. La formule (4) indique que plus la valeur de m est grande (degré de dissymétrie), plus la valeur de t/t0 est grande. Mais, si le degré de dissymétrie est trop élevé, le rapport de la lumière laser présente dans couche semi-conductrice 13 est réduit et par conséquent, la densité de courant nécessaire pour provoquer l'o pération laser (appelée par la suite simplement densité de cou rant) augmente. Si m est le degré de dissymétrie, le seuil de la densité de courant Jth s'exprime par la formule suivante où Jtho représente le seuil de la densité de courant lorsque m est égal à 1 (c'est-à-dire lorsque la distribution est symétrique et que 12 est égal à n14). Comme on levoit d'après la formule (6), le taux d'augmentation de Jth/Jtho obtenu en augmentant m est beaucoup plus faible que l'importance de l'augmentation de t/t0 Par conséquent, suivant l'invention, on peut construire un dispositif efficace, puisque l'on peut obtenir une valeur de t/t0 plus élevée tout en maintenant l'augmentation de Jth à un niveau faible. On peut contrôler les indices de réfraction des couches semiconductrices mentionnées ci-dessus en modifiant les compositions des matériaux constituant les couches respectives. Par exemple, dans le cas d'un matériau de la série Ga1 xAtxAs, on peut abaisser l'indice de réfraction en augmentant la teneur x de At dans la composition. En outre, dans le cas d'un matériau de la série A@yGa1-yAsxSb1-x' on peut abaisser l'indice de réfraction en augmentant soit x soit y soit les deux. On va maintenant décrire l'invention en détails, en se réfé- rant aux réalisations suivantes. Réalisation 1 La section d'un dispositif laser semi-conducteur conforme a la realisation 1 de l'invention, est représentée sur la Fig. 3. Le numéro de référence 13, désigne une couche de n-GaO 95A9o 05As correspondant à un premier semi-conducteur, et le numéro de référence 14, représente une couche de P-Ga1 As (x = 0,3) correspondant à un troisième semi-conducteur. Le numéro de référence 11 désigne un substrat de n-GaAs ayant un canal, le numéro de référence 12 représente une couche de n-Ga1~xAtxAs (x = 0,3), le numero de référence 15 désigne une couche de n-GaAs, le numéro de re férence 16 représente une électrode positive, le numéro de réfé- rence 17 désigne une électrode négative et le numéro de référence 18 désigne une région dans laquelle on a diffusé du zinc. Ce dispositif laser semi-conducteur est préparé de la manière suivante. Un film photo-sensible ayant une fenêtre d'une largeur de 10 um est forme par la technique habituelle de photolithographie sur un cristal substrat en n-GaAs ayant une face d 'indice (100) (le matériau est dopé avec du Te, avec une concentration de a x 1018 cl 3). La surface du substrat est chimiquement décapée à 200C, à travers cette fenêtre avec un mélange acide phosphorique peroxyde d'hydrogène : éthylène glycol de rapport 1:1:3, pour former un canal orienté dans la direction z. La largeur (W) du canal est d'environ 10 um et la profondeur (t4) de 1,5 um. On forme ensuite successivement, les couches 12, 13, 14 et 15 par épitaxie en phase liquide.Les compositions des solutions employées pour la formation des couches semi-conductrices respectives et les temps de croissance sont indiqués dans le tableau 1. Tableau 1 Composition de la Couche 12 Couche 13 Couche 14 Couche 15 Ga (g) 4 4 Ga (g) 4 4 4 4 GaAs (mg) 200 200 200 200 At (mg) 3 0,2 3 Sn (mg) 300 - - 100 Ge (mg) - - 70 Temps de croissance (mn) 2 1/30 5 1 La solution saturée de la couche 12 est refroidie à partir de 7800C à une vitesse d'environ 0,4 C/mn, le super refroidissement est effectué pendant trois minutes et on fait croître le cristal par épitaxie successive en phase liquide.L'épaisseur (t1) de la portion mince de la couche 12 est réglée à 0,3 pm. Les épaisseurs des couches 13, 14 et 15 sont respectivement de 0,1 um, 2 um et 1 um. On emploie Sn comme impureté additive pour la couche de type n et Ge pour la couche de type p. On fait ensuite diffuser Zn par une fenêtre de At203 formée par photolithographie, de manière analogue à ce qui a été décrit ci-dessus, pour former de cette façon, une couche de diffusion 18 de type p. On dépose sous vide Au et Cr, ainsi qu'un alliage dl Au-Ge-Ni pour former l'électrode positive 16 et l'électrode négative 17. Finalement, on clive le cristal dans un plan de repère (110) de façon à former une face parallèle et à obtenir un réflecteur.On prépare donc ainsi, un dispositif laser ayant une longueur de laser de 300 pm. Lorsque l'on effectue la croissance épitaxiale sur la face supérieure d'un substrat présentant un canal comme dans cette réalisation, on obtient avec plus d'avantages les effets de l'invention si la face supérieure de la couche semi-conductrice 12 est sensiblement plane. Plus précisément, si la face supérieure de la couche semi-conductrice 12 est rendue sens-iblement plane, les regions épaisse et mince de la couche semi-conductrice 12, peuvent être formées commodément et la couche active et les autres régions peuvent aussi être formées commodément.Ce caractère s'obtient si la solution saturée est refroidie avec une vitesse de réduction de la température atteignant au maximum O,50C/mn au moment de la croissance épitaxiale. Du point de vue pratique, on préfère que la température soit abaissée à une vitesse d'environ 0,01 à environ O,50C/mn. Le dispositif laser semi-conducteur ci-dessus peut fonctionner en laser avec un seuil de densité de courant de 2 kA/cm2 à temps rature ambiante. La longueur d'onde laser est de 8300 et le rendement quantique différentiel extérieur est environ 40 %. La Fig. 6 représente la relation entre le courant d'excitation et la puissance lumineuse de sortie. La courbe 61 indique les résultats obtenus avec le dispositif laser de cette réalisation La courbe 62 représente des résultats obtenus avec la structure classique représentée sur les Fig. 1-a et 1-b.Dans le dispositif laser de l'invention, le mode laser transversal est stable pour un courant d'excitation égal au double du courant de seuil, ce qui correspond à une valeur pratique du fonctionnement du dispositif laser, et on observe absolument aucune des caractéristiques non-linéaires de l'intensité de sortie et de la lumière délivrée, comme des courbures appelées noeuds, ni de réduction du rapport signal-sur-bruit lors de la- modulation par impulsions, alors qu'on les observe dans la structure classique. Les Fig. 7-a et 7-b représentent respectivement les profils de la lumière délivrée dans le plan x-z du dispositif laser de l'invention décrit ci-dessus et de la structure classique. Les courbes respectives des Fig. 7-a et 7-b représentent les résultats obtenus avec différents courants d'excitation. Plus précisément, les courbes 71 et 74 représentent des résultats avec 1,3 Jth, les courbes 72 et 75 indiquent les résultats obtenus avec 1,2 Jth et les courbes 73 et 76 indiquent les résultats obtenus avec 1,07 Jth (Jth désigne la valeur du courant de seuil (en ampères)). D'après ces résultats, on peut voir que dans la structure classique, le profil de la lumière obtenue est irrégulièrement mo du fié en fonction de la variation du courant d'excitation, mais que si l'on adopte la structure de l'invention, le profil de sortie peut être remarquablement stabilisé. En ce qui concerne la longévité de l'élément, on n'observe aucune différence notable entre la structure de l'invention et la structure classique. Dans le dispositif semi-conducteur de cette réalisation, les caractéristiques de fonctionnement du laser sont examinées alors que l'on modifie l'épaisseur d de la première couche semi-conductrice et l'épaisseur t1 de la portion mince de la seconde couche semi-conductrice. Les résultats sont représentés sur la Fig. 8. Les symboles circulaires, triangulaires et X de -la Fig. 8 indiquent les caractéristiques suivantes : Symboles circulaires : on a établi une relation linéaire en tre le courant d'excitation et la puissance lumineuse de sor tie, jusqu'a environ 30 mW et le bruit est très faible. En conséquence, on peut en déduire que les- caractéristiques sont excellentes. Symboles triangulaires : on établit une relation linéaire en tre le courant d'excitation et la puissance lumineuse de sor tie, jusqu'à un maximum de 30 mW, mais la formation de bruits est relativement notable (le niveau des bruits délivrés est d'environ 20 a 30 % du niveau de la lumière). On peut en dé duire que les caractéristiques sont bonnes. X : la relation entre le courant d'excitation et la puissance lumineuse de sortie n'est pas linéaire et la formation des bruits est évidente. On peut en déduire que les caractéristi ques sont mauvaises. Sur la fig. 8, les courbes 81, 82 et 83 illustrent respectivement les profondeurs de pénétration r, 2r et 3r, en fonction de l'épaisseur de la première couche semi-conductrice. D'après les résultats indiqués sur la Fig. 8, on peut nettement comprendre que si la profondeur de pénétration r et l'épaisseur t1 de la portion mince de la seconde couche semi-conductrice sont choisies pour satisfaire la condition t1 inférieur ou égal a 3r, on peut obtenir de bons résultats, et qu'il vaut mieux que la condition t1 inférieur ou égal a 2r soit satisfaite. Réalisations 2 a 4 Des essais ont été effectués de la même manière que pour la réalisation 1, tout en modifiant les matériaux et les dimensions des couches respectives 12, 13 et 14, suivant les indications du Tableau 2. On a obtenu des effets sensiblement semblables. Les conditions qui ne sont pas dans le Tableau 2, sont identiques à celles de la réalisation 1. Tableau 2 No de la Couche 12 Couche 13 Couche 14 Profondeur Epaisseur Epaisseur réalisà- n-Ga1-x n-Ga1-y p-Ga1-z du canal (um) de (um) de la tion A@xAs A & As A & As ( m) la portion couche 13 mince de la couche 12 ------- -------- --------- --------- ---------- ---------- ----------- 3 x=0,33 y=0,05 z=0,33 1,5 0,7 0,05 4 x=0,33 y=0,05 z=0,40 1,5 0,2 0,25 Dans chacun des dispositifs lasers semi-conducteurs des réalisations 2 a 4, le seuil de la densité de courant à température ambiante est de 2 kA/cm2, la longueur d'onde laser est de 8300 A et le rendement quantique différentiel extérieur est d'environ 40 %. On observe uniquement le mode laser transversal fondamental, lorsque le courant d'excitation atteint jusqu'à 1,3 fois la valeur du courant de seuil. La relation entre le courant d'excitation su périeur à la valeur du courant de seuil et la puissance de la lu mièvre de sortie est linéaire, si le courant d'excitation se situe dans la gamme ci-dessus. On n'observe pas de réduction du rapport signal-sur-bruit en modulation pulsée. Réalisations 5 à 8 On va maintenant décrire des réalisations dans lesquelles les indices de réfraction desseconde et troisième couches semi-conductrices qui sont placées de part et d'autre de la première couche semi-conductrice, sont dissymétriques. La structure fondamentale de chacune de ces réalisations est conforme à la Fig. 3, et des structures spécifiques des couches respectives sont représentées dans le Tableau 3. Dans chacune des réalisations 5 à 8, la couche 12 est dopée à l'étain et la concentration des porteurs est d'environ 1018 cm 3 la couche 14 est dopée au Ge et la concentration des porteurs est 2 x=0,33 y=0,05 z=0,36 1,5 0,45 0,1 d'environ 1018 cm-3 et la concentration des porteurs dans la cou- che 13 est sensiblement de 1016 cm-3.La région 18 est une région de type p formée par diffusion de zinc dans les couches semi-conductrices 14 et 15 suivant une méthode déjalbienconnue. La largeur N de Substrat Couche 12 Profondeur du Largeur du Epaisseur ( m) de Couche 13 Couche 14 Couche 15 réalisation 11 canal ( m) canal ( m) la région mince de la couche 12 5 n-GaAs n-Ga0,67 1,5 10 (relation entre Ga0,95 Ga1-x GaAs Al0,33 As l'épaisseur et les Al0,05As AlxAs, 1 m caractéristiques, 2 m d'épaisseur indiquée dans les non-dopé d'épaisseur Tableaux 4 et 5) de 0,1 m 6 n-GaAs n-Ga0,7 1,5 10 idem Ga0,95 (relation GaAs, Al0,3As entre l'é- épaisseur Al0,05As paisseur et d'l m non dopé, les carac épaisseur de téristiques 0,1 m indiquée aux tableaux 4 7 n-GaAs n-Ga0,5 1,5 10 0,7 Ga0,95 p-Ga0,4 Ga As, Al0,5As Al0,05As Al0,6As épaisseur non-dopé de 1 m 0,1 m d'é paisseur 8 n-Ga n-Al0,4 1,5 10 1 GaAs0,88 p-Al0,5 GaAs0,88 As0,88 Ga0,6 Sb0,12 non- Ga0,5 Sb0,12 Sb0,12 As0,88 dopé As0,88 dopé au Ge dopé au Sb0,12 Sb0,12 Te dopé au dopé au Ge Te La largeur de la région 18 dans la direction x est de 10 uni, et la profondeur de diffusion dans la direction y est d'environ 1,5 uni quand on la mesure à partir de la limite entre les couches 16 et 18. Les numéros de référence 16 et 17 représentent des électrodes composées de, par exemple, Cr et Au et d'un alliage Au-Ge Ni. Ces dispositifs lasers sont préparés par un procédé sensiblement identique au procédé décrit dans la réalisation 1.Pour atteindre les compositions désirées dans les couches respectives, les quantités et solutions respectives chargées et les temps de croissance des cristaux sont contrôlés de façon appropriée. Dans les structures des réalisations 5 et 6, l'indice de refraction, c'est-à-dire, la fraction molaire de At , dans le Ga1 x A\,AS qui constitue la couche semi-conductrice 14, est modifiée pour préparer différents dispositifs lasers semi-conducteurs. L'épaisseur maximale tM de la région mince de la couche semi-conductrice 12, qui permet l'opération laser dans le mode transversal stable pour une densité de courant égale au double de la densite de courant de seuil dans les réalisations 5 ou 6 et la densité du courant de seuil Jth à ce moment sont indiquées dans les Tableaux 4 et 5. La longueur de l'onde laser est de 0,83 uni. Tableau 4 (Realisation 5) Fraction indice de molaire réfraction de At , de la cou- tM (uni) Jth (kA/cm2) Remarques x che 14 ~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~ 0,33 3,398 0,4 2,0 + 1,0 structure symétrique 0,38 3,362 0,6 2,2 + 1,0 0,41 3,343 0,8 2+3 + 1,0 0,44 3,323 1,1 2,6 + 1,0 0,46 3,314 1,5 2,8 + 1,0 Tableau 5 (Réalisation 6) Fraction Indice de mol are réfraction de A , de la cou- tM (uni) Jth (kA/cm2) Remarques x che 14 ~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~ 0,30 3,418 0,5 2,0 t 1,0 structure 0,37 3,370 0,8 2,2 + 1,0 symétrique 0,40 3,352 1,2 2,5 t 1,0 0,41 3,343 1,6 2,7 + 1,0 D'après les résultats indiqués dans les Tableaux 4 et 5, on comprend facilement que si l'indice de réfraction de la couche semi-conductrice 12 est amené à une valeur supérieure a celui de la couche semi-conductrice 14, il est possible d'augmenter lte- paisseur de la couche semi-conductrice 12. Cela signifie que la croissance des cristaux peut être remarquablement facilitée. En outre, on peut obtenir de bons résultats en ce qui concerne la fiabilité.Plus précisément, au moment de l'essai de vieillissement thermique accelêre, effectue a 700C ; le fonctionnemen-t peut être effectué en permanence pendant plusieurs centaines d'heures (car on a calculé 40 000 heures a température ambiante). La valeur maximale ci-dessusde.tM et la variation Jth/Jtho (Jtho désigne la densité du courant de seuil atteinte lorsque l'indice de réfraction de la seconde couche semi-conductrice est le même que celui de la troisième couche semi-conductrice) de la densité du courant de seuil dans les réalisations 5 et 6, sont représentees sur les Fig. 9 et 10 (chacune des courbes 91 et 101, représentent Jth/Jtho et chacune des courbes 92 et 102 représentent tM). Sur chacune des Fig. 9 et 10, ces deux paramètres sont re présentés en fonction de l'indice de réfraction de la couche semiconductrice 14, c'est- -dire la fraction molaire de At. Dans le cas où les indices de réfraction des seconde et troi sième couches semi-conductrices sont réglés à des valeurs dissymétriques comme dans les réalisations precedentes, on observe que la densité du courant de seuil est légèrement augmentée, mais l'importance de l'augmentation reste dans la gamme des variations de la densité du courant de seuil pour chaque cristal, et aucun in convénient pratique n'est entraîné par une telle-augmentation de la densité du courant de seuil. Comme cela apparaît, d'après les résultats des réalisations précédentes, lorsque la différence de la fraction molaire x de entre les couches semi-conductrices 12 et 14 est d'environ 0,06, l'épaisseur maximale tM est environ 1,5 fois l'épaisseur maximale atteinte lorsque la fraction molaire x de At est la même dans les couches 12 et 14, et si la différence de x est d'environ 0,085, l'épaisseur maximale est environ le double. En fonctionnement pratique, la différence de x est déterminée approximativement en considérant la valeur désirée de tM et l'augmentation désirée de la densité du courant de seuil. D'après les résultats ci-dessus, on voit que si la différence de x est de 0,05 ou plus, les effets sont évidents. Dans la réalisation 7, les matériaux semi-conducteurs qui doivent être laminés sur le cristal substrat sont changés. La longueur d'onde laser est de 0,83 vm et la densité du courant de seuil est de 1,5 kA/cni2. Dans cette réalisation, tM peut être augmente jusqu'à environ 0, 7 vm, bien que tM soit de 0,35 uni lorsque les seconde et troisième couches semi-conductrices sont composées du même matériau : GaO 5Ato As. Dans la réalisation 8, on prépare un dispositif semi-conducteur en utilisant des matériaux différents de ceux qu'emploie la réalisation 5 comme matériaux du cristal substrat et des couches qui doivent être laminées sur ce substrat. Dans cette réalisation aussi, on peut augmenter tM jusqu'à 1 uni alors que si les deux couches semi-conductrices 13 et 14 sont composées du même matériau Ga0,4A20,6As0,88Sb0,12' tM est de 0,5 uni. Dans cette réalisation, la longueur de l'onde laser est de 1,1 uni et la densité du courant de seuil de 3 kA/cm2. Dans les réalisations précédentes, on règle l'épaisseur d de la première couche semi-conductrice 13 a 0,1 uni. Comme on le comprend facilement, d'après l'illustration donnée précédemment en se référant aux formules (4) et (5), la valeur d n'est pas limitee a une valeur précise. Réalisations 9 a 11 On a préparé des dispositifs laser semi-conducteurs ayant une structure de principe conforme à la Fig. 3, et les détails des structures de ces dispositifs sont indiques dans le Tableau 6. On préfère les dispositifs de ces réalisations dans le cas des dispositifs laser semi-conducteurs à puissance de sortie élevée. Le procédé de préparation adopte dans les réalisations 9, 10 et 11, est en principe le même que le procédé décrit dans la réalisation 1-. Dans chaque cas, la longueur du laser est de 300 vm. En général, dans la structure représentée sur la Fig. 3, la largeur de la région W donne une largeur effective du laser. Cette largeur est déterminée en se basant sur le courant du fonctionnement laser et sur la puissance lumineuse délivrée par le laser. On adopte en général, fréquemment, une largeur de 10 à 20 vm, de façon à obtenir une puissance de sortie d'environ 5 mA avec un courant de fonctionnement de 100 à 200 mA. Les travaux de recherche effectués ont permis d'observer que si l'on adopte la disposition suivante pour la structure du dispositif laser semi-conducteur de 1 'invention, il est possible N de Substrat Couche 12 Epaisseur de la Couche 13 Couche 14 Profondeur du Largeur du Couche 15 réalisation cristallin partie mince de canal ( m) canal ( m) 11 la couche 12 9 n-GaAs n-Ga0,7 0,4 m n-GaAs, p-ga0,67 1,5 20 n-GaAs, dopé au Te Al0,3As, non-dopé Al0,33As, dopé au Sn dopé au Sn 0,1 m 1 m d'éapis d'épais- épaisseur seur seur 2 m 10 idem idem 0,8 m 0,05 m idem 1,5 20 idem d'épais seur 11 idem idem 0,5 m idem 1,5 20 idem d'obtenir un dispositif laser semi-conducteur délivrant une puissance de sortie plus élevée, avec un mode laser stable.Dans le cas de la structure représentée sur la Fig. 3, par exemple, on règle la largeur du canal à 10 uni ou plus (de préférence au moins 12 uni) et le canal est étudié de façon à ce que le coefficient des pertes optiques dans le guide d'ondes de la partie du canal soit inférieur d'au moins 40 cm 1 par rapport au coefficient des pertes optiques dans le guide d'ondes de la région adjacente. Inutile de dire que dans d'autres structures que celle de la Fig. 3, si les conditions ci-dessus sont satisfaites, on peut obtenir les mêmes effets de façon équivalente. Les caractéristiques de la puissance lumineuse de sortie du dispositif de la réalisation 9 sont représentées sur la Fig. 11 La longueur d'onde laser est de 8 800 et le courant de seuil est de 75 mA. Aucun noeud n'apparaît dans les caractéristiques de la puissance lumineuse de sortie en fonction du courant et l'on peut obtenir des puissances lumineuses stables. La modulation est possible jusqu'à 800 Mbits/s. Dans le dispositif laser de cette réalisation, la différence du coefficient effectif d'absorption est de 200 cm 1 Dans les réalisations 10 et 11, on peut aussi obtenir des puissances de sortie lumineuses stables, lorsque la densité de courant atteint jusqu'à deux fois la valeur du courant de seuil. Dans les dispositifs laser semi-conducteurs illustrés dans les réalisations précédentes, si la densité du courant de seuil est fixée, il faut prendre en con-sideration un courant qui circule à l'extérieur du canal et n'apporte aucune contribution au fonctionnement laser. Spécialement dans le cas de la structure représentée sur la Fig. 3, dans la portion du canal, 1 'épaisseur de la couche de n-Ga1 xAxAs est augmentée 2 1 - 1,5 uni. La résistivitéspe- x cifique de cette portion est d'environ 0,1 Q-cm, ce qui est beaucoup plus élevé que la résistivité spécifique du substrat en GaAs, laquelle est d'environ 0,003 a-cm. Le courant a donc tendance à circuler à l'extérieur du canal. En outre, dans la structure représentée sur la Fig. 3, l'epais- seur de la portion mince de la couche 12 est ordinairement de 0,2 à 0,5 vm. Dans ce cas, la fiabilité du dispositif laser dépend beaucoup de la qualité du cristal qui constitue le substrat cristallin, et pour obtenir un dispositif laser de grande longévité, il est nécessaire d'utiliser un substrat ayant une faible densité de dislocations et de bonnes qualités cristallines. Suivant une modification des dispositifs laser semi-conducteurs de l'invention, on peut effectivement éliminer les défauts précédents et proposer des dispositifs laser polaires à substrat présentant un canal ayant des cractéristiques meilleures et pre férées. Suivant la modification ci-dessus qui réalise les objets pré- cédents, on forme une quatrième couche semi-conductrice sur le substrat semi-conducteur, et on forme un canal sur cette quatrième couche conductrice,puis les couches semi-conductrices respectives sont laminées sur la quatrième couche semi-conductrice dans laquelle existe un canal. Avec cette disposition, si la quatrième couche semi-conductrice a une conductivité électrique du type oppose à celle du substrat, il est possible de faire circuler un courant électrique de préférence dans la portion du canal, seule. Si le type de conductivité électrique de la quatrième couche semiconductrice est identique à celui de substrat et si la résistivité spécifique de la quatrième couche semi-conductrice est amenée à une valeur supérieure à celle du semi-conducteur, a l'intérieur du canal, on peut réduire l'extension du courant électrique. Cette quatrième couche semi-conductrice assure la fonction de ce que l'on appelle une couche tampon et les défauts sont remarquablement réduits. On peut donc obtenir des dispositifs laser de longue durée, en grande série. On va maintenant décrire la modification précédente du dispositif laser semi-conducteur de l'invention. Réalisation 12 La Fig. 12 illustre la section d'un dispositif laser semiconducteur de cette réalisation. Un canal allongé 20 est formé sur une couche de p-GaAs. La structure représentée sur la Fig. 12 est obtenue de la façon suivante. On fait croître la couche de p-GaAs, 19, par épitaxie en phase liquide ou par épitaxie en phase gazeuse sur un substrat en n-GaAs (dope au Te, avec une densité électronique d'environ 1 x 1018 cm 3) ayant une face cristalline de type (100). L'épaisseur est de 1 à 1,5 uni et la densité des trous est de 1 x 1017 cl 3. On emploie comme impureté Ge dans le cas d'une épitaxie en phase liquide, ou Zn dans le cas d'une épitaxie en phase gazeuse. Une fenêtre photo sensible ayan-t une largeur de 2 à 20 uni est formée, suivant la technique classique de la photolithographie, et la couche semi conductrice 19 est chimiquement gravée à travers cette fenêtre sur le substrat, pour former un canal.Ensuite, par épitaxie successive en phase liquide, sur la couche semi-conductrice 19 dans laquelle se trouve un canal, on forme une couche 12 de n-Ga1-xA & As (x étant de 0,3 environ, dopé au Sn, densité électrondique en 17 -3 viron 1 x 1017 cm-3), une couche active de n-GaAs 13 (sans dopage, densité électronique de 1 x 1016 cm-3), une couche 14 de p-Ga1 x A tAs (dopée au Ge, la densité des trous étant de 5 x 1017 cm et une couche 15 en n-GaAs (dope au Sn, densité électronique d'environ 1 x 1017 cm-3), Les épaisseurs des couches 13, 14 et 15 sont d'environ 0,1 uni, 2 um et 1 uni respectivement. L'épaisseur de la portion mince de la couche 12 est d'environ 0,4 uni. Zn est diffuse de façon sélective dans la région 18, en utilisant un masque en A & 03.On dépose ensuite sous vide, de l'alliage Au-Cr et de l'alliage Au-Ge-Ni, pour former une électrode positive 16 et une électrode négative 17. Finalement, le cristal est clive pour obtenir un élément laser ayant une longueur de 300 uni. Dans le dispositif laser ci-dessus, si la largeur du canal est de 10 vm, l'opération laser est possible pour une densité du courant de seuil de 1,2 kA/cm2, à température ambiante. Une structure n-p-n est formée dans la portion des couches 12, 19 et 11 et aucun courant inutile pour l'opération laser ne peut circuler. En consequence, la densité apparente du courant de seuil peut être reduite d'environ 40 %. En outre, l'introduction de la couche tampon 19 permet une durée médiane en fonctionnement continu, d'environ 80 000 heures à une température ambiante de 30 C, de 4 000 heures à 500C et de 800 heures à 70 C. La puissance de sortie du laser dans ce type de fonctionnement, est de 3mwatts par face extrême. Dans le cas d'un laser à canal de structure classique, la longévi- té moyenna est de 40 000 heures a 30 C, 2 000 heures à 500C et 500 heures à 70 C. Donc, en adoptant la structure de l'invention, la fiabilité est augmentée dans un rapport de 3 à 7 environ. La densité du courant de seuil n'augmente pas régulièrement si la largeur du canal W est réduite et si la largeur du canal W est de 5 uni, la densité du courant de seuil est de 1,4 kA/cm2. Dans le cas de la structure classique, si la largeur W du canal est de 5 uni, la densité du courant de seuil est aussi élevée que 3,4 kA/cm2. Réalisation 13 On prépare un élément laser de la même manière que pour la réalisation 12, à l'exception près que la couche 19 de la Fig. 12 se compose de n-GaAs (sans dopage). On fait croître cette couche 19 par épitaxie en phase liquide ou par épitaxie en phase gazeuse. L'épaisseur est de 1 à 1,5 uni et la densité électronique de 1015 cl 3. La résistivité spécifique est d'environ 1 Q-cm2. Dans cette structure, puisque la résistivité à l'extérieur du canal est supérieure à la résistivité dans la portion du canal, on peut réduire considérablement le courant inutile et le courant de seuil est de 1,3 kA/cm2 à température ambiante. Dans cette realisation, on augmente la fiabilité comme dans la réalisation 12. Réalisation 14 La section d'un dispositif laser de cette réalisation est représentée sur la Fig. 13. Le numéro de référence 21 désigne une couche de n-GaAs (non dopé, résistivité spécifique d'environ 1 S-cm2). Un canal 22 est formé sur une partie de la couche 21. D'autres éléments de structure sont identiques à ceux de la réalisation 13. Dans cette réalisation, l'épaisseur de la couche 21 est réglée entre 1,1 et 3 um et la profondeur du canal entre 1 et 1,5 uni, de sorte que le fond du canal se trouve à l'intérieur de la couche 21. Dans cette structure, l'extension du courant élec- trique est aussi réduite et la densité du courant de seuil est de 1,3 kA/cm2 à température ambiante. Si, dans cette structure, l'epaisseur de la couche 12 au-dessous du fond du canal est grande, la résistance série de l'élément augmente. Par conséquent, dans le cas d'un fonctionnement continu, on préfère que l'épaisseur de la partie supérieure, soit inférieure à 1 uni. Réalisation 15 La section d'un dispositif laser de cette réalisation est représentée sur la Fig. 14. Le numéro de référence 11 désigne un substrat en n-GaAs (dopé au Te, densité des électrons environ 1013 cl 3), le numéro de référence 23 désigne une couche de p-GaAs (dopé au Ge, la densité des trous étant de 5 x 1017 cm 3 environ) et le numéro de référence 24 désigne un canal qui s'étend à l'in térieur du substrat. Les autres éléments de structure sont les mêmes que ceux de la réalisation 12. Dans cette réalisation, le contrôle du décapage chimique qui permet la formation du canal, est plus facile que dans la réalisation 12. Si la profondeur du canal à l'intérieur du substrat est trop élevée, la résistance série de l'élément augmente. On préfère donc que la profondeur ci-dessus soit inférieure à 2 uni. Dans le, dispositif laser de cette réalisation, la densité du courant de seuil est de 1,2 kA/cm2 à température ambiante et la fiabilité est renforcée par rapport à la réalisation 12. Réalisation 16 On construit un dispositif laser de la même manière que pour la réalisation 15, mais cette fois, la couche 23 est en n-GaAs (non dopé, avec une densité d'électrons d'environ 1 x 1015 cm-3), La densité du courant de seuil est de 1,3 kA/cm2 à température ambiante. Réalisation 17 Les réalisations 12 à 16 décntesci-desswillustrent des ele- ments laser de la série GaAs-GaAtAs. Inutile de dire que l'inven- tion peut s'appliquer à d'autres semi-conducteurs. La section d'un élément laser de la réalisation 17 est représente sur la Fig. 15. Le numéro de référence 31 représente un substrat en n-InP (dope au Sn, la concentration des électrons étant d'environ 2 x 1018 cm-3), le numéro de référence 32 désigne une couche en p-Ga0,12In0,88As0,23p0,77 (dopé au Zn, la densité des trous étant de 1 x 1017 cm-3 environ), le numéro de référence 33 désigne une couche en p-InP (dopé au Sn, la densité aes elec- trons étant d'environ 1 x 1017 cm 3), le numéro de référence 34 désigne une couche de Ga0,12 In0,88As0,23po,77 (non dopé), le numero de référence 35, désigne une couche de p-InP (doipé au Zn, la densité des trous étant d'environ 1018 cm-3), et les numéros de références 36 et 37 désignent des électrodes ohmiques. Un canal 38 est formé sur la couche 32.L'épaisseur de la couche 32 est de 1,5 vm, l'épaisseur de la portion mince de la couche 33 est de 0,4 uni, l'épaisseur de la couche 34 est de 0,1 m et l'épaisseur de la couche 35 est de 2 uni. Le dispositif laser ci-dessus est préparé par épitaxie successive en phase liquide, en utilisant du InP comme substrat. Les électrodes ohmiques sont réalisées par dépôt sous vide d'un alliage d'Au-Zn pour l'électrode positive et d'un alliage d'Au-Sn pour l'électrode négative. Lorsque la longueur du laser est réglée à 300 vm, la densité du courant de seuil pour l'opération laser est de 2,3 kA/cm2, ce qui est inférieur d'environ 35 % à la densité du courant de seuil du dispositif laser classique, dont le substrat a une structure en canal. La durée de vie médiane est de 40 000 heures en fonctionnement continu, à température ambi an te, cette duree est environ cinq fois plus longue que la durée moyenne de la structure classique. Dans cette réalisation, on emploie du p-GaInAsP comme couche tampon et le fond du canal arrive au niveau de la surface du substrat. On verra que l'on peut adopter dans cette réalisation, des structures correspondantes à celles des structures 12 à 16. On verra aussi que d'autres semi-conducteurs complexes, comme du GaAtAsSb, peuvent être employés de la même manière dans l'invention. Dans l'invention, il est important que la bande interdite de la couche formée sur le substrat soit égale ou inférieure à celle de la couche active. Si cette condition est uniquement satisfaite dans la réalisation 17, on peut employer un semi-conducteur composé constitué d'une autre combinaison de Ga, In, As et P pour la couche 32. Réalisation 18 Dans les réalisations 13 et 14, la couche 19 ou la couche 21 est en n-GaAs (dope au Sn, la densité des électrons étant de 1017 cl 3). Dans cette structure, un courant électrique circule facilement dans les portions extérieures au canal, et la densité du courant de seuil, pour le fonctionnement du laser, est de 2,3 kA/cm2. Mais, grâce à l'effet de la couche tampon, la fiabilité est portée à un niveau aussi élevée que dans la réalisation 12. La modification du dispositif semi-conducteur de l'invention illustré dans les réalisations 12 a 18 qui précèdent, est résumée de la façon suivante : 1. Un dispositif la-ser semi-conducteur comprenant une quatrième couche semi-conductrice, formée à la surface d'un substrat semi-conducteur un canal en forme de bande réalisé au moins à la surface de cette couche semi-conductrice et une-pluralite de couches semi-conductrices formées sur ce canal et sur la surface de cette quatrième couche semi-conductrice, l'une des couches de cette pluralité étant une couche active du fonctionnement laser ayant une bande interdite égale ou supérieure à la bande interdite de la quatrième couche semi-conductrice. 2. Un dispositif semi-conducteur suivant les indications 1 cidessus, dans lequel le type de conductivité électrique de cette quatrième couche semi-conductrice est différent de celui du substrat semi-conducteur et dans lequel le fond du canal atteint la surface ou l'intérieur du substrat. 3. Un dispositif laser semi-conducteur suivant les indications 1 ci-dessus, dans lequel le type de conductivité électrique de la quatrième couche semi-conductrice est le même que celui du substrat semi-conducteur, le fond du canal atteignant la surface ou l'intérieur du substrat et la résistivité spécifique de la quatrieme couche semi-conductrice étant supérieure à celle du semiconducteur présent dans le canal. 4. Un dispositif laser semi-conducteur suivant les indications 1 ci-dessus, dans lequel le type de conductivité électrique de la quatrième couche semi-conductrice est le même que celui du substrat semi-conducteur, le fond du canal atteignant la surface ou l'intérieur du substrat et la résistivité spécifique de la qua trième couche semi-conductrice étant égale ou supérieure à la résistivité spécifique du semi-conducteur présent dans le canal. Comme on peut le voir, d'après l'illustration précédente, si on forme une couche tampon dans le dispositif laser semi-conducteur de l'invention, on peut réduire la densité du courant de seuil et améliorer la fiabilité. En conséquence, on peut obtenir des effets pratiques importants. On peut prévoir une autre modification du dispositif laser semi-conducteur de l'invention dans laquelle la structure de base et les modifications ci-dessous sont perfectionnées, de fa çon à ce que le mode de fonctionnement en laser soit encore stabilise et a ce que le dispositif laser semi-conducteur soit capable de fonctionner suivant un mode fondamental unique mieux stabilisé. On va maintenant décrire cette modification, en se référant à la Fig. 16 qui illustre une réalisation, dans laquelle du GaAs et du Ga 4 As sont employés. Un canal 41 est forme dans un substrat 11 en n-GaAs (type n, densité d'électrons environ 1018 cl 3). La profondeur du canal 41 est, par exemple, de 1 à 1,5 uni. Le numéro de référence 12 dési- gne une couche en n-Ga1 xAtxAs (x étant de 0,3 environ, de type n, densité d'environ 1017 cm-3) que l'on a fait croître sur le substrat présentant un canal. Le numéro de référence 13 représente une couche active en GaAs non dopé (type n, densité d'environ 1016 cl 3, épaisseur environ 0,1 Xm). Le numéro de référence 14 désigne une couche en p-Ga1 xAtxAs (densité des trous d'environ 5 x 1017 cl 3, type p, épaisseur 2 uni environ). Le numéro de référence 25 représente une couche en p-GaAs (type p, densité environ 1018 cl 3, épaisseur environ 1 um). Les numéros de références 16 et 17 désignent des électrodes ohmiques La lumière est répartie dans la direction verticale de la Fig. 16, la couche 13 en GaAs étant au centre de la distribution et se propage dans la direction perpendiculaire à la surface du dessin. Comme on lia signalé ci-dessus, la lumière est confinée dans la direction transversale parallèle à la face de la jonction. L'opération laser se produit dans une zone dont la région active 40 située sur le canal est le centre. En conséquence, la largeur du spot de la lumière laser est sensiblement égale à la largeur W du canal, et on peut facilement contrôler la largeur de ce spot en modifiant la largeur du canal. Le coefficient d'absorption utile dépend beaucoup de l'impor- tance de l'arrivée de la lumière sur le substrat, c'est-à-dire de l'épaisseur d de la couche active 13 et de l'épaisseur t1 de la couche en n-GaîxA\ttxAs, comme on l'a signalé précédemment.Etant donne les résultats des expériences effectuées sur la double hé térostructure classique, pour réduire la valeur du seuil du mode laser, on règle habituellement d entre 0,05 et 0,2 um. La Fig. 17 représente la relation entre l'épaisseur t1 de la portion mince de la couche en n-Ga1 xA > xAs et la valeur théorique du gain de seuil Gth nécessaire pour le déclenchement de l'opération laser, lorsque d est égal à 0,1 uni. La largeur W du canal est prise comme paramètre.Sur la Fig. 17, la courbe 171 représente les résultats obtenus, lorsque W est de 2 uni, la courbe 172 représente les résultats obtenus lorsque W est de 3 uni, la courbe 173, représente les résultats obtenus lorsque W est de 4 uni, la courbe 174 repre- sente les résultats obtenus lorsque W est de 5 uni et la courbe 175 représente les résultats obtenus lorsque W est de 8 uni. Pour empêcher l'opération laser de se produire dans des parties extérieures au canal, le gain de seuil gth doit être suffisamment inférieur au gain de seuil g th dans le guide d'ondes ex térieur au canal. En général, on établit la relation gJ1,5 entre le gain g et la densité de courant J. En conséquence, si l'on désire obtenir un fonctionnement laser stable, dans le canal,avec une densité de courant atteignant 1,5 fois la densité du courant de seuil Jth, il faut satisfaire la condition : gth D'après ce qui précède, on a représenté O,6g0th sur la courbe A en traits pointés sur la Fig. 17. D'après la Fig. 17, il apparaît que si W se trouve dans la gamme comprise entre 2 et 8 uni, on peut obtenir un fonctionnement laser suffisamment stable dans la par tie du canal, à condition que la relation t1 t1O,6 uni soit satis- faite. On a porté sur la Fig. 18, le rapport entre le gain de seuil g'th du fonctionnement suivant le mode transversal du premier ordre et le gain de seuil gth suivant le mode transversal inférieur dans les conditions où d = 0,1 uni et t1 S 0,6 uni. Le fait que le rapport g'th/gth soit élevé signifie que le fonctionnement sur le mode fondamental unique est possible, même avec une densité de courant élevée.Sur la Fig. 18, la courbe 181 représente les resultats obtenus lorsque W est de 2 uni, la courbe 182 représente les résultats obtenus lorsque W est de 3 uni, la courbe 183 représente les résultats obtenus lorsque W est de 5 uni, la courbe 184 représente les résultats obtenus lorsque W est de 7 uni, la courbe 185 représente les résultats obtenus lorsque W est de 8 uni et la courbe 186 représente les résultats obtenus lorsque W est de 10 uni Dans le cas où W D'après les résultats théoriques représentés sur les- Fig. 17 et 18, il apparaît que dans le cas ou d est égal à 0,1 uni et ou 2 uni S W Les caractéristiques de guide d'ondes sont déterminées par la différence d'indices de réfraction effectifs complexes dn qui s'écrit de la façon suivante où An représente la différence effective d'indice de réfraction, indique la différence effective des pertes et ko le nombre d'ondes de la lumière laser dans le vide. Comme cela est bien connu,n est sensiblement proportionnel a a. En consequence, dans la structure de l'invention, on peut appréhender les caractéristiques du guide d'ondes en déterminant . La différence effective des pertes peut s'exprimer de la fa çon suivante où Im ( ) désigne la partie imaginaire de la partie ( ), Bo indique la constante de propagation de la lumière dans la direction longitudinale de la région du canal du laser, h désigne la constante de propagation dans la direction de l'épaisseur de la couche 13 de la région extérieure au canal, p désigne la constante d'amortissement dans la direction de l'épaisseur de la couche 13 et r la constante d'amortissement dans la direction de l'épaisseur de la couche 11. D'après les résultats qui précèdent, on déduit que le point critique et la gamme de d égal à 0,1 uni et t1 inférieur ou égal a 0,6 Vm dans la structure de l'invention, sont bien en conformi té avec & oi L 40 cm 1 Si d devient plus grand, la distribution de la lumière dans la direction verticale de la Fig. 16 se rétrécit. En conséquence, pour obtenir une différence effective de perte équivalente, t1 doit être réduit. Plus précisément, pour obtenir & L 40 cm l, la condition de t1 h 0,5 um doit être satisfaite dans le cas ou d = 0,15 uni et la condition : t1 S 0,4 m doit être satisfaite dans le cas où d = 0,2 uni. Si lton réalise une différence équivalente des pertes effectives de la manière cidessus, on peut obtenir des caractéristiques de fonctionnement laser semblables. Cette modification du dispositif laser semi-conducteur de l'invention va maintenant être décrite en détails en se référant aux réalisations suivantes. Réalisation 19 La Fig. 19 représente la structure de la coupe d'un dispositif laser de cette réalisation. Le numéro de référence 15 représente une couche en n-GaAs et le numéro de référence 18 désigne une partie dans laquelle du zinc a été diffusé. Les autres éléments de structure sont identiques à ceux de la Fig. 16. Différents échantillons ont été préparés en ajustant la largeur W du canal 41 à 5 pm sur la Fig. 19 et en modifiant l'épaisseur d de la couche active et l'épaisseur t1 de la couche 3. On prépare une structure comme celle de la Fig. 19 de la manière suivante. Une fenêtre photosensible : ayant une largeur de 5 um est préparée sur le substrat en n-GaAs (dopé au Te) ayant une face dans le plan (100) par une technique de photolithographie ordinaire, et la surface du substrat est gravée par un procédé chimique à travers cette fenêtre pour former un canal ayant une profondeur de 1,5 uni. Les couches semi-conductrices 12, 13 et 14 représentees sur la Fig. 19 sont formées sur le substrat creusé d'un canal, suivant le procédé classique d'épitaxie successive en phase liquide. Les épaisseurs d et t1 sont contrôlées en réglant les temps de croissance suivant des méthodes classiques. On forme ensuite un film en Au203 et sur ce film, une fenêtre ayant une largeur de 5 vm,par photolithographie.On diffuse du zinc à travers cette fenêtre pour former une région diffusée de type p, 18. Un alliage d'Au-Cr et un alliage d'Au-Ge sont déposés sous vide pour former respectivement les électrodes ohmiques 16 et 17. Finalement, on clive le cristal pour former un réflecteur et obtenir un élé- ment laser ayant une longueur laser de 300 uni. Dans le cas de l'élément laser semi-conducteur ci-dessus,lorsque d = 0,1 uni et t1 = 0,5 uni, la densité du courant- de seuil est de 2,2 kA/cm2, à température ambiante. La Fig. 20 représente le profil de l'intensité à faible distance du fonctionnement laser dans la direction x. Le profil de l'intensité est déterminé par rapport à la direction parallèle à la face de la jonction, sur la face clivée. Le fonctionnement laser se fait en mode transversal unique et ce mode de fonctionnement est stable, lorsque la valeur du courant atteint jusqu'à deux fois la valeur de seuil (jusqu'à 130 mA). Sur la Fig. 20, on a pris comme paramètre I/Ith (courbe 201 : I/Ith = 1,1, courbe 202 : I/Ith = 1,5, courbe 203 : I/Ith = 2). La Fig. 21 représente les résultats des tests de stabilité du fonctionnement en mode laser effectués sur des éléments dans lesquels d est fixé à 0,1 uni et ou t1 varie dans la gamme allant de 0,1 à 0-,8 uni et W varie dans la gamme de 1 à 10 uni. Sur la Fig. 21 le symbole "o" indique que le fonctionnement en mode transversal unique est possible, lorsque le courant atteint jusqu'à 7,5 fois le courant de seuil, le symbole "X" indique qu'un mode de fonctionnement suivant un ordre supérieur se produit, même si le courant est inférieur à 1,5 fois la valeur de seuil et le symbole "A" indique que le fonctionnement en mode transversal unique est légèrement instable.D'après les résultats représentés sur la Fig. 21, on voit que le fonctionnement en mode transversal unique est toujours possible si les conditions : 5 um I W Réalisation 20 Sur la Fig. 19, l'épaisseur d de la couche active a été reglée à 0,05 uni ou à 0,15 uni, et les autres éléments de structure de même que les procédés de préparation sont identiques à ceux de la réalisation 19. Dans cette réalisation également, la largeur du canal est d'au moins 2 uni, mais elle est inférieure à 8 uni, si les pertes dans la couche semi-conductrice ayant une protubérance qui sert de guide d'ondes, sont inférieures d'au moins 40 cm 1 aux pertes dans le guide d'ondes de la région adjacente, on peut obtenir un fonctionnement stable en mode transversal unique, pour un courant atteignant jusqu'à 1,5 fois la valeur de seuil.Par exemple, si d est de 0,05 vm, la condition ci-dessus est satisfaite dans le cas où t ~ 0,8 vm et si d est de 0,15 vm, la condition ci-dessus est satisfaite dans le cas où t1 est inférieur ou égal à 0,5 uni. Les réalisations précédentes employaient des semi-conducteurs au GaAs et GaAtAs. Mais il est évident que dans l'invention qui vise à réaliser un dispositif laser comprenant un guide d'ondes, la nature des matériaux semi-conducteurs n'est pas critique. En conséquence, on peut utiliser de la même manière d'autres matériaux semi-conducteurs, par exemple, des semi-conducteurs composés à trois éléments, comme GaInP, GaAsP et GaAtSb, ainsi que des semi-conducteurs composés à quatre éléments, comme GaInAsP et GaAeAs Sb pour préparer le dispositif laser semi-conducteur de l'invention. Il est inutile de dire que cette modification du dispositif laser semi-conducteur ne se limite pas aux structures présentées précisément dans les réalisations 19 et 20 ci-dessus, mais que cette modification peut s'appliquer à n'importe laquelle des structures dans lesquelles les conditions des dispositions de cette modification sont satisfaites. Dans les dispositifs laser semi-conducteurs représentés par un laser à substrat planaire creusé d'un canal, si la largeur du canal laser et la différence effective des pertes sont réglées suivant la présente modification de l'invention, un fonctionnement stable en mode transversal unique devient possible. En conséquence, les effets pratiques de cette modification sont extrêmement importants. Comme on l'a- signalé précédemment, les caractéristiques du guide d'ondes sont déterminées par la différence entre les indices complexes de réfraction dn de la partie du canal et de la partie extérieure au canal, laquelle différence s'exprime de la fa çon suivante Dans les indications précédentes, la différence des indices de réfraction est obtenue dans la direction transversale de la première couche semi-conductrice (couche active), principalement en modifiant les pertes effectives correspondant à la partie imaginaire de l'indice complexe de réfraction.Mais, on peut réaliser le gain optique ou la différence des pertes dans la direction transversale de la première couche semi-conductrice (couche active), en modifiant l'indice effectif de réfraction correspondant à la partie réelle de l'indice complexe de réfraction, tout en considérant les pertes effectives (partie imaginaire) comme nulles. Par exemple, dans les dispositifs laser semi-conducteurs présentés sur les Fig. 12, 13 et 14, si l'on utilise du Gal pAtp As (y inférieur à p inférieur ou égal à 1, p différent de x) pour la quatrième couche semi-conductrice 19, 21 ou 23, on peut obtenir la différence des indices complexes de réfraction en se basant sur la différence des indices effectifs de réfraction, de sorte que l'on peut modifier le gain optique ourles pertes et que la lumière puisse être confinée dans la direction transversale de la région active. Gal,PAe comprend deux types, a savoir : le type p supérieur à x et le type p inférieur à x. Dans chacun des cas, on peut obtenir les mêmes effets. On a réussi à préparer des dispositifs laser semi-conducteurs ayant de bonnes caractéristiques de la puissance lumineuse de sortie en fonction du courant, en utilisant du Gan~8AP 2As ou du Ga0,5A,5As dans la couche 19, 21 ou 23. Dans les réalisations précédentes, on a illustré des éléments dans lesquels une bande protubérante est formée sur la seconde couche semi-conductrice 12. On peut préparer des dispositifs laser semi-conducteurs de l'invention, en formant une protubérance surs la troisième couche semi-conductrice 14. Plus précisément, si les épaisseurs t5 et t6 de la troisième couche semi-conductrice 14 sont réglées comme dans les réalisations précédentes, selon les indications de la Fig. 22, on obtient une différence de gain optique ou de perte dans la direction x de la couche laser active 13 et la région située au-dessous de la protubérance 42 de la premitre couche semi-conductrice agit comme région active du laser et on peut obtenir un dispositif laser semi-conducteur ayant une bonne caractéristique de puissance lumineuse délivrée en fonction du courant. Dans le dispositif laser semi-conducteur représenté sur la Fig. 22, on utilise du n-GaAs pour le substrat 11, du n-GaO 7At 0,3As d'une épaisseur de 2 uni pour la seconde couche semi-conductrice 12, du Ga0,95At0 > 05 non dopé ayant une épaisseur de 0,1 uni pour la première couche semi-conductrice 13, du p-Ga 0 3As (t5 = 0,4 uni, t6 = 1,5 uni) pour la troisième couche semi-conductrice 14 et du n-GaAs pour la couche semi-conductrice 15. Le numero de référence 18 désigne une couche de type p a diffusion de Zn, le numéro de référence 16 désigne une électrode positive en Au-Cr, et le numéro de référence 17 une électrode négative en alliage d'Au-Ge-Ni.Cette structure a permis d'obtenir de bons résultats. Il est possible de combiner les structures représentées sur les Fig. 22 et 3. Plus précisément, il est possible de former une partie épaisse et une partie mince dans chaque seconde couche semiconductrice 12 et troisième couche semi-conductrice 14. Un quelconque matériau ayant un indice complexe de réfraction différent de celui de la couche semi-conductrice 14 pour l'onde laser guidée, peut être employé comme couche 15 en remplacement d'un semi-conducteur. On peut par exemple utiliser l'effet d'absorption de la lumière des métaux comme Au. Naturellement, des matériaux différents des semi-conducteurs peuvent être utilisés comme substrat 11 dans la structure représentée sur la Fig. 3 et dans les couches 19, 21 et 32 des structures représentées sur les Fig. 12 a 15. Dans les dispositifs laser semi-conducteurs illustrés dans les réalisations précédentes, sur la partie du canal (ou la partie protubérante) formée sur le substrat ou sur la couche semi-conductrice formée sur ce substrat, la seconde couche semi-conductrice ayant une surface plane qui couvre le canal ou la portion protuberante est présente, et la couche active (la première couche semiconductrice) formée sur la seconde couche semi-conductrice est aussi une surface plane. Même si la couche active dépasse le long du canal ou de la partie protubérante, on peut obtenir un dispositif laser semi-conducteur équivalent a la structure de guide d'ondes représentée sur la Fig. 4. On va maintenant décrire cette modification. En se référant maintenant a la Fig. 23, on peut voir des couches de cristaux a double hétérojonction qui ont été formées par la méthode épitaxiale sur un substrat 231 ayant un canal en forme de bande ou une protubérance en forme de bande (sur la Fig. 23, c'est une protubérance) orienté dans la direction z. Une couche 233 se compose d'un premier cristal semi-conducteur, et les couches 232 et 234 sont composées d'un second et d'un troisième cristaux semi-conducteurs, dont chacun a une bande interdite plus large que celle du premier cristal semi-conducteur et un indice de réfraction inférieur à celui du premier cristal semi-conducteur. Il est possible de supprimer la couche 232 en utilisant le second semi-conducteur pour constituer le substrat 231. Au lieu d'une couche monocristalline, une structure à couches multiples, comprenant une pluralité de couches obtenues par épitaxie, qui est gravee pour former un canal ou une protubérance, peut être employée comme substrat 231. Autrement dit, le cristal de la protubérance (ou la partie protubérante qui entoure le canal) peut être différent du cristal du substrat 231. En bref, les dispositifs laser semi-conducteurs suivant la présente modification de l'invention, se caractérisent en ce qu'une protubérance ou un canal est formé sur le substrat et en ce que la première couche semi-conductrice 233 dépasse le long de la protubérance ou du canal du substrat. D'après l'analyse théorique d'un guide d'ondes rectangulaires à diélectrique, dont la section est représentée sur la Fig. 24, les caractéristiques de la propagation de l'onde électromagnétique le long de la région 241, sont approximativement déterminées par l'indice de réfraction, la largeur et l'épaisseur b de la region 241 et par les indices de réfraction des régions 242, 243, 244 et 245, mais ne dépendent pas des caractéristiques des régions 246, 247, 248 et 249. Cette approximation est valable, sauf dans le cas où a et b sont simultanément inférieurs à la longueur d'onde Ag de la lumière guidée dans le guide d'ondes. Dans les lasers semi-conducteurs ordinaires, la relation a > > Ag est reali- sée et on obtient une bonne approximation. En se référant à la Fig. 23, on peut voir que la lumière qui se propage dans la région 235,c'est-à-dire dans une partie de la couche 233 qui est constituée par le premier semi-conducteur, est équivalente à la lumière qui se propage dans un guide d'ondes rectangulaire, dont la partie inférieure est définie par le second semi-conducteur et dont les côtés gauche et droit et la partie supérieure sont définis par le troisième semi-conducteur, et si la région 235 est excitée, on peut obtenir un fonctionnement stabilisé en mode transversal. Pour obtenir effectivement la différence d'indices de réfrac- tion mentionnée ci-dessus dans la direction x, la hauteur T de la partie protubérante doit être supérieure à la profondeur de pénétration r de la lumière, dans la région y, depuis la région active 235, cette profondeur de pénétration r étant donnée par la formule (1) comme on l'a indique ci-dessus. Dans un élément laser ordinaire de la série du GaAs-GaA As, la vale-ur de r est de 0,3 um environ. Par conséquent, si la condition T plus grand que 0,3 um est satisfaite, on obtient un élément laser semi-conducteur, ayant une structure de guide d'ondes comme celle que représente la Fig. 24. Dans un élément laser ayant une structure comme celle de la Fig. 23, pour modifier l'indice de réfraction dans la direction horizontale à l'intérieur de la région 235, l'angle d'inclinaison de la protubérance, 9,doit être supérieur à l'angle critique a. Dans ce cas, on obtient effectivement un élément laser semi-conducteur ayant la structure du guide d'ondes représenté sur la Fig. 24. Cet angle critique a s'exprime de la façon suivante : ao = 900 - So - 90C - Sin1 nis 14 Dans le cas des lasers semi-conducteurs de la série GaAs GaAtAs, si la condition 6 supérieur ou égal à 200 est satisfaite, on peut s'attendre à des effets suffisants. Il est également important que l'épaisseur c de la couche 232 située au-dessous de la région active 235 du laser soit suffisamment supérieure à la profondeur de pénétration r (pour empêcher l'absorption de la lumière par le substrat).On obtient des résultats suffisants lorsque l'épaisseur c est supérieure à 1 uni. De la même manière, l'epais- seur de la couche 15 doit être supérieure à 1 uni. Si la hauteur H de la protubérance (ou du canal) est trop grande, on n'obtient pas de jonction continue entre les couches 13, 14 et 15 et si la hauteur H est trop faible, on n obtient pas de différence effective entre les indices de réfraction. Par conséquent, on préfère que la hauteur H soit comprise entre 2 et 4 uni. Lorsque l'on fait croître les couches respectives sur le substrat, par épitaxie successive en phase liquide, si l'on règle la température de croissance entre 730 et 78O0C, la vitesse d'abaissement de la température entre 1 et 50 par minute, la protubérance ou le canal du substrat peuvent être sensTblement transférés avec précision sur la première couche semi-conductrice, c' est-à- dire la couche active du laser, et l'angle d'inclinaison g de la protubérance dans la couche active du laser est d'environ 200 ou plus. On a observé que des dimensions sensiblement identiques aux dimensions indiquées ci-dessus conviennent pour des éléments laser de la série GaAsSb et de la série GaInAsP-InP. Comme on le verra d'après l'illustration suivante, la présente modification se caractérise en ce que dans la première couche semi-conductrice, ou l'on provoque l'opération laser, une portion protubérante est formée entre une région excitée principalement par un courant venant d'une électrode disposée le long de la direction de propagation de la lumière laser et une autre région, et en ce que cette structure caractéristique permet d'obtenir les effets suivants : (1) Du point de vue optique, on peut obtenir un fonctionnement stable en mode transversal équivalent au fonctionnement en mode transversal obtenu lorsque la totalité de la périphérie du premier semi-conducteur est entourée par le second ou le troisième semiconducteur. (2) En ce qui concerne le procédé de fabrication, on peut pré- parer l'element laser semi-conducteur par une seule épitaxie successive et on peut contrôler effectivement la croissance du cristal. Les étapes du procédé de fabrication peuvent donc être simplifiées et on peut obtenir un produit de grande fiabilité sans introduire de défauts cristallins. On va maintenant décrire cette modification en détails en se référant aux réalisations suivantes. Réalisation 21 La section d'un dispositif laser semi-conducteur conforme à cette réalisation est représentée sur la Fig. 25. Ce dispositif laser est préparé de la façon suivante. Une bande photosensible ayant une largeur de 10 uni est obtenue par photolithographie sur un substrat en n-GaAs (dopé au Te, avec une concentration de 1018 cm-3) ayant une face cristalline dans le plan (100), et le substrat est chimiquement grave sur une profondeur d'environ 3 uni en utilisant la bande ainsi formée comme masque pour obtenir ainsi un substrat 251 présentant une surface protubérante. La direction de la bande est celle du plan (011) et le traitement de gravure est effectue par un mélange liquide 1:1:3 de H3P04:H2O2:C2H4(0H)2 Les couches 252, 253, 254 et 255 sont formees sur le substrat par épitaxie successive en phase liquide comme on le fait habituellement.Les compositions des solutions employées pour former ces couches sont les suivantes 1) Première couche 252 (GaO 7A0,3As): 4 g de Ga, 3 mg d'At, 200, mg de Sn et 200 mg de GaAs 2) Deuxième couche 253 (Ga0,97 Al0,03As): 4 g de Ga, 0,2 mg df. Al et 200 mg de GaAs 3) Troisième couche 254 (Ga0,7Al0,3As): 4 g de Ga, 3 mg d. At, 70 mg de Ge et 200 mg de GaAs 4) Quatrième couche 255 (GaAs): 4 g de Ga, 100 mg de Sn et 200 mg de GaAs. On emploie la technique ordinaire de la nacelle mobile pour ltepitaxie en phase liquide et la solution est saturée a 7600C, le refroidissement étant effectué à la cadence de 3 C/mn. On commence la croissance à 740 C. Les temps de croissance des couches 252, 253, 254 et 255 sont respectivement de 3 mn, 3 s, 3 mn et 1 mn et les épaisseurs de ces couches sont respectivement de 1,5 uni 0,2 uni - 2 uni et 1 uni. L'épaisseur t est d'environ 1 uni. Comme impureté supplémentaire, on emploie du Sn pour le type n et du Ge pour le type p.On forme ensuite un film de Al203 03 à la surface et une fenêtre ayant une largeur de 7 uni en une position correspondant à la partie protubérante, on diffuse Zn de façon sélective vers le haut, en direction de la couche 244,à travers cette fenê tre, et on enlève-le film d'At203. Des électrodes positive et néga 2 tive,espacées de 300 uni l'une de l'autre, sont formées par dépôt sous vide et la face cristalline est clivée dans un plan (011-), de façon à préparer l'élément laser. On emploie un alliage Cr-Au pour l'électrode positive et un alliage Au-Ge-Ni pour l'électrode négative.Les caractéristiques du fonctionnement laser du dispositif laser ainsi préparé et du dispositif laser classique des Fig. 1-a et 1-b pris à titre de comparaison, sont représentées sur les Fig. 26 à 28. La Fig. 26 montre la relation existant entre le courant d'ex- citation et la puissance lumineuse délivrée. La courbe 261 représente les résultats du dispositif laser de l'invention, représenté sur la Fig 25 et la courbe 262 représente les résultats de 1 structure classique représentée sur les Fig. 1-a et 1-b. Dans le dispositif laser de l'invention, la densité du courant de seuil, pour le fonctionnement laser est d'environ 2 kA/cm2. On voit que la linéarité de la relation entre le courant et la puissance lumineuse de sortie est meilleure sur la courbe 261 que sur la courbe 262. Les Fig. 27-a et 27-b illustrent le profil de l'intensité à grande distance dans la face x-z. La Fig. 27-a indique les résultats de la structure de llinvention représentée sur la Fig. 25, et la Fig. 27-b représente les résultats de la structure classique représentée sur les Fig. 1-a et 1-b (courbes 271 et 272 courant d'excitation de 4 kA/cm2, courbes 273 et 274 : courant d'excitation : 3,3 kA/cm2, courbes 275 et 276 : courant d'excitation de 2,5 kA/cm2). On voit que sur la Fig. 27-b, le profil de l'intensité varie de façon irrégulière en fonction des variations du courant d'excitation, mais que sur la Fig. 27-a, le profil de l'intensitéest beaucoup mieux stabilisé. La Fig. 28 représente la puissance de sortie obtenue lorsque l'élément est excité par un courant pulsé L ayant une amplitude de 10 ns. La courbe M représente les résultats obtenus avec la structure de la Fig. 25 et la courbe N représente les résultats obtenus avec la structure des Fig. 1-a et 1-b. Sur la courbe N, on observe des variations irrégulières de la puissance de sortie, mais sur la courbe M on n'observe aucune de ces variations. La lon gévité du dispositif laser représenté sur la Fig. 25 dépasse 5 000 heures pour une puissance de sortie de 5 mW, elle est équivalente à la durée du dispositif laser représenté sur les Fig. 1-a et 1-b. Les résultats précédents ont été obtenus avec une structure dont le substrat a une surface protubérante. Mais, dans le cas où la structure comprend un substrat de surface concave, on obtient des résultats semblables. Dans cette réalisation, puisque la largeur de la bande a été réglée a environ 10 uni, le fonctionnement laser se fait sur un ordre supérieur, comme l'indique la Fig. 27-a. Pour obtenir le fonctionnement sur le mode laser inférieur, il faut que la largeur de la bande ne dépasse pas 2 vm. Dans ce cas, la zone dans laquelle se produit l'effet laser est réduite et, en conséquence, on a l'inconvénient d'obtenir difficilement une puissance de sortie élevée. Dans la présente modification de l'invention, comme on le verra d'après les réalisations qui suivent, il est possible d'obtenir un fonctionnement laser sur un mode inférieur, sans réduction de la zone dans laquelle se produit l'effet laser. Réalisation 22 La Fig. 29 illustre la forme d'une bande formée à la surface d'un substrat dans la réalisation 22. La gravure est effectuée de façon à ce que l'on obtienne une bande en creux. On fait varier progressivement la largeur de la bande entre w = 20 uni et e = Suni. Sur ce substrat, les couches respectives sont formées de la même manière que dans la réalisation 21. Les deux extrémités sont cliuvées en laissant entre elles un écartement t de 300 uni. Le profil de l'intensité à grande distance sur la face x-z dans cet élément laser ainsi préparé, est représenté sur la Fig. 30. Comme on peut le voir d'après la Fig. 30, le fonctionnement laser est obtenu sur le mode transversal inférieur et il est très stable en présence de variations du courant d'excitation (courbe 301 : 3,5 kA/cm2, courbe 302 : 3 kA/cm2, courbe 303 : 2,5 kA/cm2). Les autres caractéristiques sont sensiblement identiques à celles que l'on obtenait dans la réalisation 21. On peut éventuellement utiliser la forme de la bande représentee sur la Fig. 29, non seulement dans des structures de lasers semi-conducteurs de l'invention, mais aussi dans d'autres structures lasers semi-conducteurs différents. Réalisation 23 La forme d'une bande réalisée à la surface du substrat dans la réalisation 23 est représentée sur la Fig. 31. La largeur W de la bande est réglée à 20 uni et la bande est progressivement courbée. La longueur f est réglée à 20 uni. Les autres éléments de la structure sont identiques à ceux de la réalisation 22 et le dispositif est préparé suivant le même procédé que la réalisation 22. Les caractéristiques du dispositif laser obtenu dans cette réalisation sont-sensiblement les mêmes que celles du dispositif laser obtenu dans la réalisation 22. On obtient un fonctionnement laser stable en mode transversal. La forme de la bande représentée sur la Fig. 31 ainsi que celle qui est représentée sur la Fig. 29 peuvent être appliquées seulement aux structures de lasers semi-conducteurs de l'invention, mais aussi à différentes autres structures de lasers semi-conducteurs. Réalisation 24 La section d'un élément laser de cette réalisation est representée sur la Fig. 32. La largeur d'une bande placée à la surface d'un substrat est réglée à 5 uni. Lorsque l'on maintient la vitesse de croissance à un niveau relativement faible, au cours de l'épi- taxie successive en phase liquide, étant donne la vitesse de croissance dans la direction faciale, l'épaisseur d'une couche 253 augmente de chaque côté, comme l'indique la Fig. 32.Lorsque la tem pérature de croissance est de 75O0C, la vitesse de refroidissement réglée à 0,20C/mn et la hauteur mesa du substrat réglée à 5 uni, l'épaisseur de la -couche est de 0,2 uni dans la partie centrale et de 1 um dans les deux parties latérales. Le profil de l'intensité à faible distance dans la direction x, à l'intérieur du guide d'ondes de la structure laser ci-dessus est représenté sur la Fig. 33-a. La Fig. 33-b represente le profil de l'intensité à faible distance dans la direction x, a l'intérieur du guide d'ondes de l'hétérostructure profonde du laser à injection de la Fig. 2 Journal of Applied Physics, 45, NO 11, pages 4899-4906). Si l'épaisseur de la couche 253 dépasse 0,1 uni, le gain optique est inversement proportionnel à cette épaisseur. En conséquence, le gain optique est plus grand dans la partie centrale de la structure ci-dessus. Par conséquent, même si la largeur utile de la région du guide d'ondes à l'intérieur de la couche 253 est aussi large que 10 uni, on peut obtenir de façon stable un fonctionnement sur le mode inférieur (m = O, m indique le numéro de l'ordre du mode). Si laslargeur est supérieure à 10 Um, cela entraîne un fonctionnement sur un ordre supérieur (m = 6 sur la Fig. 33-a). Mais, sur la structure représentée sur la Fig. 32, l'intensité de la puissance de sortie est plus élevée dans la partie centrale, et une puissance lumineuse de sortie peut être introduite de façon efficace dans un autre système optique, par exemple des fibres optiques.Sur les Fig. 33-a et 33-b, g correspond à la largeur de la région du guide d'ondes. D'autre part, dans le laser à injection à hétérostructure profonde, l'épaisseur de la couche 3 est uniforme et par conséquent, le gain optique est uniforme dans toute la couche 3. Par conséquent, pour obtenir le fonctionnement laser sur le mode le plus bas, il faut que la largeur de la région du guide d'ondes. soit inférieure à 2 uni. Si la largeur dépasse 2 uni, le fonctionnement laser se produit sur unmode d'ordre supérieur. Le dessin représente le cas où m = 6. Dans le cas ou les puissances de sortie lumineuses du laser de l'invention représenté sur la Fig. 32 et du laser à injection à hétérostructure profonde représenté sur la Fig. 2, qui sont obtenues sur un mode de fonctionnement laser d'ordre supérieur avec m = 6, sont introduites dans les mêmes fibres optiques fonctionnant sur des modes multiples,par l'intermédiaire d'une lentille cylindrique, le rendement du couplage est de 45 dans le cas de la structure ci-dessus de l'invention, et de 18 % dans le cas du laser à injection à hétérostructure profonde. Réalisation 25 Une partie de la section d'un élément laser de la réalisation 25 est représentée sur la Fig. 34. Les éléments de structure qui ne sont pas représentés sur la Fig. 34, sont les mêmes que ceux de la réalisation 21. L'excitation est effectuée sur les régions h, i et j, d'une couche 253. Dans cette structure, le guide d'ondes constitué par la région h est faiblement couplé au guide d'ondes constitué par la région j, à travers la région i. Puisque'épais- seur de la région h est différente de celle de la région j, les constantes de propagation correspondantes sont différentes l'une de l'autre. En conséquence, on peut considérer le laser représenté sur la Fig. 34, comme un dispositif laser complexe, constitué par une pluralité d'éléments laser. Dans le cas des lasers a un seul élé- ment représentés dans les réalisations 21 à 24, puisque liron est en présence de modes d'axes z ayant une longueur d'onde approximative, le spectre du fonctionnement laser est conforme aux indications de la Fig. 35-a et le fonctionnement sur un mode unique est matérialisé (fonctionnement laser sur des modes à axes multiples). D'autre part, dans la structure laser de l'invention, il est possible d'obtenir un seul fonctionnement lase-rdans un spectre de gain et, comme on le voit d'après le spectre de l'opération laser re présentée sur la Fig. 35-b, le fonctionnement sur un seul mode est fortement amélioré. Dans les réalisations précédentes, on utilise des substrats ayant une face cristalline dans le plan (100), mais on peut utiliser de la même manière des substrat ayant une face cristalline dans le plan (110) ou (111). En outre, dans les réalisations pré- édentes, on utilise des semi-conducteurs de la série GaAs-GaAAs, mais il est inutile de dire que l'on peut utiliser des semi-conducteurs d'autres séries. On va maintenant décrire une réalisation dans laquelle on emploie des semi-conducteurs de la série InP GaInAsP. Réalisation 26 La section d'un dispositif laser semi-conducteur de la réali- sation 26 est représentée sur la Fig. 36. Le numéro de référence 361 représente un substrat en p-InP (dopé au Zn, concentration d'environ 1 x 1018 cl 3) ayant une face (111) B. On fait croître une couche 362 en n-Gag,1I"O,9AS0,2P018' d'une épaisseur de 0,5 vm et une couche 363 en n-InP d'une épaisseur de 2 vm sur le substrat 361 par épitaxie en phase liquide. Sn est employé comme impureté de type n. Les électrodes négative et positive 364 et 365 sont formées par dépôt sous vide d'un alliage d'Au-Ge-Ni et d'un alliage de Cr-Au,respectivement. Les autres procédures de préparation sont les mêmes que celles de la réalisation 21. Dans le dispositif laser ainsi préparé, on peut obtenir un fonctionnement laser avec une densité de courant de 2,5 kA/cm2 à température ambiante. La longueur d'onde est de 1,1 vm. La stabilite du fonctionnement laser en mode transversal est sensiblement la même que dans la réalisation 21. Dans les réalisations 21 à 26 qui précèdent, des lasers semiconducteurs du type,Fabry-Perot sont illustrés. La modification de l'invention illustrée dans ces réalisations, peut s'appliquer non seulement aux lasers du type à réaction distribuée, dans lesquels un réseau de diffraction est incorporé, mais aussi aux lasers à pigment et aux lasers à état solide. En outre, la structure de cette modification de l'invention peut être emplsoyee comme guide d'ondes ou comme élément optique, lorsque l'on forme un circuit intégré optique. Comme cela apparaît d'après l'illustration précédente, le dispositif laser de la présente modification caractérisé par une region active laser incurvée, formée sur un substrat ayant un canal ou une protubérance en forme de bande présente différents avantages caractéristiques, comme un fonctionnement laser stable en mode transversal. En outre, on peut le fabriquer très simplement, avec une reproductivité très grande une excellente longévité et mng excellente fiabilité. Le dispositif laser de la présente modification de l'invention a donc des applications pratiques importantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif semi-conducteur laser constitue par un élément semi-conducteur d'un premier type de conductivité ayant une surface principale et une pluralité de couches semi-conductrices con tiguës, disposées sur cette surface principale de l'élément, cette pluralité de surfaces semi-conductrices contiguës étant constituées par i) une première couche semi-conductrice ayant une région active pour l'effet laser et ayant deux surfaces opposées, une premiere surface orientée vers la surface principale de l'élément et une seconde surface orientée à l'opposé de cette surface principale de l'élément, ii) une seconde couche semi-conductrice disposée sur la pre mière surface et ayant une bande interdite plus large que celle de la première couche semi-conductrice, et iii) une troisième couche semi-conductrice disposée sur la seconde surface et ayant une bande interdite plus large que celle de la première couche semi-conductrice, la région active-pour l'effet laser étant entourée latéralement par une région extérieure ayant un indice complexe de réfraction utile différent de celui de la région laser active et faisant partie de la pluralité de couches semi-conductrices contiguës. 2. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur est constitué par un matériau ayant un indice complexe de réfraction différent de celui de la seconde couche semi-conductrice, et en ce que la seconde couche semi-conductrice ait une couche inférieure de la pluralité des couches semi-conductrices contiguës, en ce qu'elle couvre la surface principale de l'élément et se compose d'une re- gion mince ayant une épaisseur t1 aussi faible ou plus faible que 3 r (r étant la distance à laquelle l'onde évanescente est réduite dans le rapport 1/e) et d'une région épaisse dont l'épaisseur t2 est supérieure à 3 r. 3. Dis-positif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caracterise en ce que la troisième couche semi-conductrice a une épaisseur t3 supérieure a 3 r. 4. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément conducteur présente un canal sur sa surface principale et en ce que la région épaisse est pla cée sur ce canal et la région mince placée sur la partie restante de la surface principale à l'extérieur de la partie du canal. 5. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur présente une protubérance sur sa surface principale, en ce que la région mince est placée sur cette protubérance, et la région épaisse sur la partie restante de la surface principale, en dehors de la protubérance. 6. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que cette seconde couche semi-conductrice a une épaisseur égale ou inférieure à 2r. 7. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que cette seconde couche semi-conductrice a une épaisseur t1 égale ou inférieure à r. 8. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde couche semi-conductrice a une conductivité du premier type, et en ce que la troisième couche semi-conductrice a une conductivité du second type1 opposée à la conductivité du premier type. 9. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'indice de réfraction de la seconde couche semi-conductrice est le même que celui de la troisième couche semi-conductrice. 10. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'indice de réfraction de la seconde couche semi-conductrice est supérieur à celui de la troisième couche semi-conductrice. 11. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'épaisseur t1 est supérieure à f'épais- seur t3 de la troisième couche semi-conductrice. 12. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'ilscomprend encore une première et une seconde électrodes couplées, respectivement à la couche supérieure de la pluralité des couches semi-conductrices contiguës et à l'élé- ment. 13. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pluralité des couches semi-conductrices contiguës comprend encore une quatrième couche semi-conductrice disposée sur la seconde couche semi-conductrice et constituée d'un matériau ayant un indice complexe de réfraction différent de celui de la seconde couche semi-conductrice et en ce que cette seconde couche semi-conductrice est constituée d'une région mince ayant une épaisseur t1 aussi faible ou inférieure à 3r (r étant la distance à laquelle l'onde évanescente est réduite dans le rapport 1/e) et une région épaisse ayant une épaisseur t2 supérieure à 3r. 14. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que cette quatrième couche semi-conductrice présente un canal sur la surface opposée à la seconde couche semiconductrice. 15. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le fond du canal se trouve sur la surface principale de l'élément. 16. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le fond du canal se trouve à l'intérieur de la quatrieme couche semi-conductrice. 17. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le canal atteint l'intérieur de l'élément à travers la quatrième couche semi-conductrice. 18. Dispositif laser semi-conducteur suivant l'une quelconque des revendications 15, 16 ou 17, caractérisé en ce que la quatrieme couche semi-conductrice a une conductivité du premier type et une rèsistivité supérieure à celle de la seconde couche semi-conductrice. 19. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 15 ou la revendication 17, caractérisé en ce que la quatrième couche semi-conductrice a une conductivité du second type. 20. Dispositif laser semi-conducteur, suivant l'une quelconque des revendication 15, 16 ou 17 caractérisé en ce que la quatrième couche semi-conductrice est placée entre la surface principale de l'élément et la seconde couche semi-conductrice. 21. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la quatrième couche semi-conductrice a--- une bande interdite aussi petite ou plus petite que celle de la première couche semi-conductrice. 22. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la quatrieme couche semi-conductrice a un indice de réfraction différent de celui de la seconde couche semi-conductrice. 23. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément est constitué de GaîzAtzAs (O inférieur ou égal à z inférieur à 1), la première couche semi conductrice en Ga1yA\,As (z inférieur ou égal à y inférieur à 1), la seconde couche semi-conductrice en Ga1-xA & As (y inférieur à x inférieur ou égal à 1), et la troisième couche semi-conductrice en Ga1-x'A & 'As (y inférieur a x' inférieur ou égal à 1). 24. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'épaisseur t1se trnuve dans l'intervalle fermé 0,3 uni à 0,7 uni, l'épaisseur t2 étant d'au moins 0,9 vm, l'épaisseur d de la première couche semi-conductrice étant comprise dans l'intervalle fermé 0,05 uni à 0,2 uni et x étant égal a x'. 25. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 21, caractérisé en ce que la quatrième couche semi-conductrice est constituée de Ga1-pA & As (O inférieur ou égal à p inférieur à 1), l'élément étant constitué de Ga1-zA & As (0 inférieurm ou égal à z inférieur à 1), la première couche semi-conductrice étant en Ga1-ya@yAs (p inférieur ou égal à y inférieur à 1), la seconde couche semi-conductrice étant en Ga1-xA & A & As (y inférieur à x inferieur ou égal à 1), et la troisième couche semi-conductrice étant en Ga1-x'A & 'As (y inférieur à x' inférieur ou égal à 1). 26. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 22, caractérisé en ce que l'élément est en Ga1-zA & As (0 inférieur ou égal à z inférieur à 1), la première couche semi-conductrice étant en Ga1yA\,As (O inférieur ou égal à y inférieur à 1), la seconde couche semi-conductrice étant en Ga1-xa & As (y inférieur à x inférieur ou égal à 1), la troisième couche semi-conductrice étant en Ga1-x'A & 'As (y inférieur à x' inférieur ou égal à 1), et la quatrième couche semi-conductrice étant constituée de Ga1-qA@q As (y inférieur à q inférieur ou égal à 1, q différent de x). 27. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième couche semi-conductrice se compose d'une région mince, d'épaisseur t5 égale au plus à 3r (r étant la distance à laquelle l'onde évanescente est réduite dans le rapport 1/e) et d'une région épaisse ayant une épaisseur t6 supérieure à 3r. 28. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 27, caractérisé en ce que la pluralité de couches semi-conductrices contiguës comprend encore une cinquième couche semi-conductrice constituée d'un matériau ayant un indice complexe de réfraction différent de celui de la troisième couche semi-conductrice , cette couche étant disposée sur la troisième couche semi-conductrice. 29. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend encore une couche métallique placée sur la troisième couche semi-conductrice. 30. Dispositif laser semi-conducteur, suivant la revendication 27, caractérisé en ce que la troisième couche semi-conductrice se prolonge sur la surface éloignée de cette troisième couche semiconductrice à partir de la première couche semi-conductrice. 31. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 2, la revendication 13 ou la revendication 27, caractérisé en ce que la couche épaisse a une largeur comprise dans l'intervalle fermé de 2 uni à 8 uni. 32. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde couche semi-conductrice a une portion protubérante qui dépasse à l'extérieur vers la première couche semi-conductrice, en ce que la première couche semi-conductrice couvrant la seconde couche semi-conductrice est protubérante sur la partie protubérante de la seconde couche semi-conductrice et en ce que la troisième couche semi-conductrice qui recouvre la première couche semi-conductrice est enfoncée dans la portion protubérante de la première couche semi-conductrice. 33. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 32, caractérisé en ce que l'élément semi-conducteur a une protu bérance sur sa surface principale et en ce que la partie protubérante de cette seconde couche semi-conductrice dépasse sur la protubérance de cet élément. 34. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérise en ce que la seconde couche semi-conductrice est concave en direction de l'élément semi-conducteur, en ce que la première couche semi-conductrice recouvrant la seconde couche semiconductrice est concave sur la partie concave de la seconde couche semi-conductrice et en ce que la troisième couche semi-conductrice recouvrant la première couche semi-conductrice est enfoncée dans la partie concave de la première couche semi-conductrice. 35. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 34, caractérisé en ce que l'element semi-conducteur présente une rainure sur sa surface principale et en ce que la seconde couche semi-conductrice est concave le long de cette rainure de l'élément. 36. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 32, caractérisé en ce que la hauteur T de la protubérance de la première couche semi-conductrice est supérieure à la distance r à laquelle l'onde évanescente est réduite dans le rapport 1/e. 37. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 34, caractérisé en ce que la profondeur D de la concavité de la premiere couche semi-conductrice est supérieure à la distance r à laquelle l'onde évanescente est réduite dans le rapport 1/e. 38. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 32, caractérisé en ce que l'angle g d'inclinaison de la protube- rance est aussi grand que l'angle critique de l'onde laser ou plus grand. 39. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 34, caractérisé en ce que l'angle &commat;' d'inclinaison de la concavité est aussi grand que l'angle critique de l'onde laser ou plus grand. 40. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 32 ou la revendication 34, caractérisé en ce que les seconde et troisième couches semi-conductrices ont une épaisseur supérieure a la distance r à laquelle l'onde de pénétration est réduite dans le rapport 1/e. 41. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 32, caractérisé en ce qu'une région protubérante de cette première couche semi-conductrice disposée sur la partie protubérante de la seconde couche semi-conductrice est entourée d'une région de la première couche semi-conductrice ayant une épaisseur supérieure à celle de la région protubérante. 42. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 34, caractérisé en ce qu'une région concave de cette première couche semi-conductrice disposée sur la partie concave de la seconde couche semi-conductrice est entourée d'une région de la première couche semi-conductrice ayant une épaisseur-supérieure à celle de la région concave. 43. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la région active du laser varie dans la direction de la propagation de la lumière. 44. Dispositif laser semi-conducteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la région active du laser est incurvée dans la direction de la propagation de la lumière.