Brevet FR2521352A1 — publié le 19830812

La présente invention concerne les dispositifs émetteurs de lumière à semi-conducteur et plus particulièrement les dispositifs émetteurs de lumière à semi-conducteur présentant un rendement élevé pour la conversion de la puissance. Pour tout ce qui concerne la présente invention, le dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur inclut les lasers à diodes à semi-conducteur et les diodes électroluminescentes (DEL). La figure 1 donne à titre d'exemple une structure déjà réalisée d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Ce dispositif contient des couches épitaxiales de compositions différentes réalisées sur un substrat GaAs. Les DEL faites de matériaux autres que ceux présentés à la figure 1 ont des conceptions opération- nelles et des structures similaires. L'application d'une différence de tension aux contacts métalliques provoque le passage d'un courant électrique dans le dispositif. L'électricité est transformée en lumière dans le support actif GaAs. De la lumière est émise par une ou les deux extrémités du dispositif. Les mêmes structures à couches existent dans une DEL qui émet de la lumière par une ouverture réalisée dans le substrat GaAs-n comme il apparaît dans la figure 2. Deux propriétés habituellement demandée à une DEL ou à un laser sont un rendement élevé pour la conversion de la puissance et une faible puissance de modulation en entrée. Le rendement élevé pour la conversion de la puissance est nécessaire puisqu'il réduit l'énergie électrique requise en entrée et, deuxièmement, diminue l'énergie gaspillée qui peut provoquer l'échauffement du dispositif. Ce deuxième effet est particulièrement génant pour les dispositifs comme les lasers InGaAsP/InP de 1,3 micromètres (m) qui sont très sensibles aux variations de la température. De plus, l'échauffement a pour conséquence générale de limiter la plage d'utilisation des lasers et des DEL. La nécessité d'une faible puissance de modulation intervient au niveau des exigences concernant les circuits électriques utilisés pour la modulation.Lorsque l'amplitude de la modulation est faible, les circuits dissipent peu de puissance, travaillent bien aux hautes fréquences et sont économiques à réaliser. Dans les systèmes de communication à longue distance à fibres, la diminution de la puissance de modulation d'attaque procure des avantages pour les circuits des répéteurs. De plus, si la puissance de modulation est assez faible, les DEL et les lasers peuvent être attaqués directement par des signaux lumineux seuls. Les lasers et les DEL déjà réalisés ont #un rendement total de conversion de la puissance électrique en signaux optiques atteignant 30 % au mieux; les chiffres courants sont 1 % pour les DEL et 15 % pour les lasers. Pour ces mêmes dispositifs, une modulation directe de toute la puissance d'alimentation est nécessaire pour obtenir une modulation complète de la sortie. Les raisons des inconvénients mentionnés ci-dessus des lasers et des DEL actuels sont précisées dans ce qui suit. Comme il apparat aux figures 1 et 2, la lumière est engendrée dans le support actif A2-GaAs intercalé dans une structure multi-couches. Avant le déclenchement de l'effet laser qui peut provoquer l'émission de lumière dans un faisceau étroit, la lumière engendrée dans une DEL est, en réalité, rayonnée dans toutes les directions à ltinterieur du dispositif. Dans le cas du dispositif à émission latérale de la figure 1, seule la iumiare qui, par hasard, rayonne à peu près perpendiculairement à la facette émettrice peut sortir du dispositif. La plupart des rayons lumineux sont directement ou indirectement absorbés dans la couche supérieure de GaAs ou dans les parties du support actif qui ne reçoivent aucun courant électrique ou dans le matériau du substrat GaAs qui est opaque à la lumière émise.Lorsque la lumière est absorbée sans être retransformée en électricité, il y a gaspillage d'énergie. La plupart des DEL du commerce transforment 1 % de la puissance électrique en lumière dic?onible à la sortie. La principale raison expliquant ce faible rendement est l'émission non directionnelle déjà mentionnée et l'absorption ultérieure dans les autres couches du dispositif. Certains dispositifs ont été réalisés afin que les couches absorbantes qui sont nécessaires pour les connexions électriques soient déposées sur la périphérie; en conséquence, la lumière peut être Remise par une couche transparente et en forme de lentille de GaAlAs, au centre. Cette lentille permet à un plus grand pourcentage de la lumière d'être réfractée, et, par conséquent rayonnée vers l'extérieur. Toutefois, la fabrication de la lentille complique la réalisation du dispositif et le rendement maximum obtenu pour la conversion de la puissance est limité à 30 % environ. Bien que d'autres dispositifs émetteurs de lumière comme les lasers puissent présenter un rendement instantané de 60 % pour cette conversion, ce chiffre s'atteint seulement lorsque le dispositif est attaqué au delà du seuil de déclenchement de l'effet laser. Ainsi, le rendement total de la conversion de la puissance est en réalité proche de 30 % ou inférieur à ce chiffre. Un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur présentant un rendement accru dans la conversion de la puissance et de diminuer le-courant de modulation de ces dispositifs. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un nouveau discosi-tif émetteur de lumière à semi-conducteut qui puisse produire les exigences de puissance de.70 % et permettre l'emploi d'une puissance de modulation en entrée pouvant être réduit jusque un- dixième- ae celle des dispositi..s existant-#actuellement sur le marché. - Un autre objet de la présente invention est de réaliser un dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur qui capture et réutilise la lumière diffuse émise dans le dispositif par une source émettrice de lumière. Une caractéristique de la présente invention est un dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur composé des éléments suivants : une structure semi-conductrice contenant une source émettrice de lumière émettant de la lumière à partir de la structure et rayonnant la lumière dans toutes les directions dans la structure; et un photo-détecteur au moins formé dans la structure couplée à la source, le photo-détecteur convertissant la lumière dans la structure en énergie électrique et couplant l'énergie électrique à la source pour donner au dispositif émetteur de lumière un meilleur rendement pour la conversion de la puissance et la possibilité de fonctionner avec une faible puissance de modulation en entrée. Deux approches peuvent être utilisées pour recueillir la lumière diffuse dans un dispositif émetteur de lumi#ère à semi-conducteur. La première consiste à déposer des revêtements hautement réfléchissants sur la surface émettrice de la source émettrice de lumière. La lumière diffuse peut être renvoyée dans la région émettrice du support actif pour stimuler la poursuite de l'émission. L'inconvénient de cette méthode est que, à cause de la divergence de la lumière, seule une petite partie de la lumière réfléchie est renvoyée à l'emplacerr#ent original d'émission. Le reste est renvoyé vers des parties du support actif absorbant qui ne sont pas excitées par le courant électrique externe. Dans ce cas, la lumière ne stimule pas d'émission; elle est perdue. La deuxième approche présentée ici consiste à incorporer des photo-détecteurs dans le dispositif lui-même. L'idée générale est de fabriquer des photo-détecteurs internes couvrant des parties de la zone émettrice de la source émettrice de lumière. Lorsque la lumière frappe le détecteur, elle est transformée en un courant électrique qui, contrairement à la lumière, est beaucoup plus facile à re-acheminer dans le dispositif. Le courant électrique converti peut être utilisé pour re-exciter la source émettrice de lumière. Ainsi, il y a recyclage de l'énergie et minimisation du gaspillage. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant exposés de façon plus détaillée dans la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en se référant aux figures annexées qui représentent - les figures 1 et 2, deux dispositifs émetteurs de lumière à semi-conducteur de la technique connue déjà examinés dans ce qui précède - les figures 3 et 4, des schémas utiles pour expliquer les principes de la présente invention - la figure 5, une illustration schématique d'un dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur réalisé conformément aux principes de la présente invention - la figure 6, une illustration schématique d'un deuxième dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur réalisé conformément aux principes de la présente invention ;; - la figure 7, un circuit équivalent de la forme de réalisation de la figure 6 - la figure 8, une illustration schématique d'un troisième dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur réalisé conformément aux principes de la présente invention ; et - la figure 9, un circuit équivalent à la forme de réalisation de la figure 8. La figure 3 est une analogie par circuits électriques qui résume en termes classiques les principes de la présente invention. Une alimentation 1 de tension V1 transmet un courant Il, désigné par le caractère 2, dans une DEL 3 qui transforme l'électricité en lumière 4. La tension V1 minimale requise pour exciter la DEL 3 est la tension directe VF de la DEL 3. Pour cette raison, V1 doit être supérieure à VF. La lumière 4 illumine un détecteur photovoltalque 5 et génère un courant I2 désigné par 6. Une tension VD est également générée dans le détecteur. Si une charge était connectée aux points 7 et 8, le détecteur photovoltaique 5 lui fournirait de l'énergie. Puisque la DEL 3 a besoin d'une puissance électrique en entrée, alors que le détecteur 5 fournit de la puissance, la conservation de l'énergie est possible si la DEL 3 et le détecteur 5 peuvent être connectés de façon appropriée. La figure 4 illustre cette connexion dans laquelle la DEL 3 et le détecteur 5 de la figure 3 sont reliés dans un circuit. Il est évident que la figure 4 ressemble à la figure 3 si d'une part les points 7 et 9 de la figure 3 sont connectés et d'autre part les points8 et 10 sont connectés également ensemble. La DEL 3 de la figure 4 a encore un courant I1 fourni par l'alimentation 1. Toutefois, du fait de l'éclairage du détecteur 5, un courant 12 indiqué par 6 est renvoyé par le détecteur 5. Ainsi, la somme des courants (I1 + 12) indiquée par 12 circule dans la DEL 3. Une deuxième alimentation 11 est connectée en série avec le détecteur 5 pour augmenter la tension aux points 7 et 8. L'alimentation 11 est insérée dans le circuit pour être certain que le potentiel électrique dans le détecteur 5 et l'alimentation 11 concorde à celui de l'alimentation 1. Ceci permet au courant 6 de circuler dans la DEL 3. La condition désirée s'exprime par V1 = VD + V2. Si la DEL 3 et le détecteur 5 sont faits des mêmes matériaux, il faut utiliser l'alimentation 11. Ceci résulte du fait que la tension minimale VF requise pour exciter la DEL 3 dépasse généralement la tension photovoltaîque VD qui peut être produite dans le détecteur 5.Toutefois, si l'on utilise un montage approprié constitué de plusieurs détecteurs au lieu du détecteur 5 et si intervient une évolution dans la réalisation des détecteurs, les alimentations externes comme l'alimentation 11 peuvent être supprimées. Les formes présentées ici représentent des applications pour lesquelles l'alimentation 11 n'est pas nécessaire. L'économie de puissance réalisée à l'aide du circuit de la figure 4 peut être calculée. La puissance fournie par l'alimentation 1 est I 1V1. Une expression semblable I2V2 s'applique à l'alimentation 11. La puissance externe totale requise est égale à (I1V1 + I2V2). Ceci peut être comparé au cas dans lequel la DEL 3 fonctionne sans le détecteur 5 et sans l'alimentation 11. Pour obtenir la même puissance optique provenant de la DEL 3, la puissance externe requise est (I1 + I2)V1.L'économie de puissance réalisée par le circuit de la figure 4 est égale à la différence entre (I1+I2)V1 et (11V1 +12V2), c'est-à-dire I2 (V1 - V2). Un paramètre significatif est constitué par le rapport de la puissance économisée par rapport à la puissance externe qui aurait été consommée par la DEL 3 en l'absence du détecteur 5 et de l'alimentation 11. Ce rapport est (12 (V1 - V2))/(I1 + 12) 1 ou plus simplement . nl = rendement quantique de la (1) &alpha; =I2/(I1 + 12) nînD# DEL 3 nD = rendement quantique du V1 = V2 + VD détecteur 5 ss = rendement du couplage optique entre la DEL 3 et le détecteur 5 et o( est un paramètre d'efficacité qui s'obtient en tenant compte du fait que le courant I2 dans le détecteur photovolta#que 5 est proportionnel à un facteur nD du flux lumineux incident net provenant de la DEL 3, et du fait que ce flux est une partie g de la lumière totale de la DEL 3 qui, à son tour, émet de la lumière dans une proportion n, par rapport au courant qu'elle reçoit (I1 + I2). La présente invention va démontrer que le facteur de conservation de la puissance g VD/V1 peut atteindre 70 % avec des constructions nouvelles combinant la DEL 3 (ou un laser) et le détecteur en un même dispositif. Cela procure un avantage décisif puisque les performances de certains dispositifs émetteurs de lumière comme les lasers InGaAsP/InP sont très sensibles à la chaleur. Par conséquent, en diminuant la puissance dissipée dans le dispositif, on obtiendra une grande stabilité thermique et une fiabilité à long terme. A tire de comparaison, une estimation du facteur VD/V1 qui peut être atteint à l'aide des dispositifs discrets actuellement disponibles sera donnée. Par hypothèse, la DEL 3 et le détecteur 5 seront considérés comme des dispositifs au GaAlAs/GaAs. Les meilleures valeurs signalées pour nD,nl et B sont respectivement 0,9, 0,2 et 0,3. Ces valeurs donnent s - 0,054. Si VD égale 1,2 volt et V1 1,6 volts, le facteur# VD/V1 est égal à 0,04 ou 4 %, c'est-à-dire très inférieur aux 70 % estimés pour un dispositif soumis dans ce document. Avec une DEL discrète et un détecteur discret, no et ss sont inévitablement faibles : nl est faible parce que, comme il a-été dit précédemment, seule une partie de la lumière générée dans une DEL peut être extraite et B est faible parce que l'émission provenant d'une DEL est trop divergente pour que le couplage avec le détecteur ait un bon rendement. Ces faiblesses sont largement surmontées par l'intégration de la DEL et du détecteur en un seul dispositif, comme il est décrit ci-dessous. L'autre avantage des dispositifs proposés est la diminution de la puissance de modulation qui doit leur être fournie par des sources externes. Habituellement, dans une DEL discrète, tout le courant doit subir une variation pour produire une sortie optique modulée. En revanche, pour les appareils dont un exemple est donné par la DEL 3 de la figure 4, il suffit de moduler I1 puisque 12 ré-sulte dans le détecteur 5 de l'action de 11. L'équation (1), I1 = (1 - ) (I1 + I2) montre que le courant externe modulé I1 dans la DEL 3 de la figure 4 est (1 - ) du courant total de la DEL. Comme on le montrera plus loin, i peut atteindre 0,9 dans les dispositifs proposés. Pour cette raison, la valeur de I1 peut être diminué jusqu a un dixième de (Iî + 12). La nouvelle valeur réduite de Iî a pour effet de diminuer fortement les contraintes sévères imposées aux circuits externes. La figure 5 illustre schématiquement une première forme du dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur de la présente invention, la composition des différentes couches étant donnée à la Table I TABLE I Couche Matériau Epaisseur (m) 13 Au-Ge 0,2 14 GaAs type n 80,0 15 Ga0,7A10,3As type p 1,5 16 GaAs 0,1 17 Ga0,7Al0,3As type n 1,5 18 GaAs type n 0,5 19 Au-Ge 0,2 20 GaAs type p 0,1 21 Au-Cr 0,2 Les compositions et les produits exacts peuvent varier en fonction de l'usage particulier auquel un dispositif doit être soumis. Par exemple, les matériaux comme InGaAsP, InP, GaAlSb, et GaSb sont utilisés pour fabriquer les DEL et les lasers. Aussi, d'autres matériaux peuvent être utilisés en remplacement dans le dispositif de la figure 5.Les éléments essentiels à la construction sont le type du dopage (n ou p), et l'ordre des couches de type p et de type n. Ces facteurs déterminent les domaines émetteur et détecteur de lumière du dispositif. Il faut noter qu'un dispositif semblable à celui de la figure S peut être réalisé avec les mêmes compositions, mais en inversant exactement le type du dopage de chaque couche (n remplace p et vice-versa), Au-Ge et Au-Cr étant échangés le cas échéant. La partie DEL se compose des couches 15 à 21. La couche 16 est le support actif qui transforme l'électricité en lumière. Les couches 15 et 17 sont choisies pour leur transparence à la lumière provenant de la couche 16. Les couches 18 à 21 sont utilisées pour les connexions électriques. La partie détecteur photovoltaique se compose des couches 13 à 15. Les zones de la couche 14 proche de sa jonction avec la couche 15 absorbent la lumière provenant de la couche 16. La DEL est excitée par un courant 2 provenant de l'alimentation 1 par les contacts 19 et 21. Les rayons lumineux 22 et 23 sont rayonnés dans le dispositif. Le rayon 23 est absorbé dans la couche 18 de GaAs-n et n'est pas transformé en courant électrique.Le rayon 22 est incident à la jonction détectrice de lumière entre les couches 14 et 15 qui forment le détecteur photovqltaque. Un courant I2 désigné par 6 et une tension VD entre les couches 14 et 15 sont engendrés par les rayons représentés par 22. Une alimentation 11 est connectée en série avec le détecteur photovoltaTque et transmet un courant 6 par le contact 19 dans la DEL formée par les couches 15 à 21. On peut constater que la figure 5 comprend le schéma de la figure 4, sauf que la DEL 3 et le détecteur 5 discrets de la figure 4 sont intégrés dans un seul dispositif à croissance épitaxiale composé des couches 13 à 21. te facteur déjà mentionné de conservation de la puissance #;VD/V1 peut être estimé en utilisant la figure 5.Le courant 6 a l'amplitude I2 déjà indiquée et le courant 2 a une valeur désignée par Il. Les rendements quantiques nl et nD du dispositif de la figure 5 sont proches de 1. Ceci résulte du fait que la conversion électrique/optique et son inverse ont lieu en interne, dans le dispositif. C'est pour cette raison que les rendements sont très forts. L'efficience du couplage ss entre la DEL et le détecteur est de 0,5 environ parce que seule la moitié de la lumière émise par la couche 16 est dirigée vers le bas, c'est-à-dire vers la couche 14. Une petite partie de la lumière, de l'ordre de 0,01, est perdue par les côtés de la couche 16. Le facteur g étant, nl nD, on obtient donc près de 0,5. Le rapport VD/V1 est de l'ordre de 0,7. Ainsi, le facteur de conservation de la puissance est 0,35 ou 35 %. Ce dernier chiffre est vrai lorsque le dispositif de la figure 5 est utilisé comme DEL ou comme laser. Dans les deux cas, le rendement dépasserait les meilleurs résultats obtenus par la technique actuelle. En ce qui concerne la réduction en pourcentage du courant de modulation fourni par une source externe, (1 -&alpha;) donne une diminution de 50 % (&alpha; = 0,5), c'est-à-dire une amélio- ration importante accompagnant l'effet de conservation de la puissance. Un deuxième exemple de réalisation de 1' invention est fourni à la figure 6. Pour ce dispositif, le facteur de conservation de la puissance est 0,5, c'est-à-dire plus élevé que celui du dispositif de la figure 5. La figure 6 est très semblable à la figure 5, à l'exception d'un détail.La composition des matériaux convenant pour les couches de la figure 6 se trouve à la Table Il TABLE Il Couche Composition Epaisseur (m3 13 Au-Ge 0,2 14 GaAs type n 80,0 15 Ga0,7Al0,3As type p 1,5 16 GaAs 0,1 17 Ga0,7Al013As type n 1,5 18 GaAs type p. 0,5 19 Au-Cr 0,2 20 GaAs type p 0,1 21 Au-Cr 0,2 24 GaAs type n 0,2 25 Au-Ge 0,2 Comme il a été dit précédemment, les éléments importants sont ici le type du dopage et l'organisation séquentielle des couches de type n et de type p. Les compositions et les matériaux utilisés peuvent être modifiés pour comprendre d'autres semi-conducteurs mentionnés ci-dessus, en fonction de l'application. L'interconnexion entre les couches 13 et 19 peut être interne ou externe, déposée par croissance épitaxiale ou métallisation. L'inversion des types de dopage (p en n et vice-versa) dans le dispositif permettrait de produire une autre forme de la présente invention, si l'échange de Au-Cr et de Au-Ge est également réalisé. La figure 6 diffère de la figure 5 essentiellement quant au dopage de la couche 18, dont le GaAs-n est remplacé par du GaAs-p. De ce fait, un détecteur photovolta#que supplémentaire p-n est formé à la jonction des couches 17 et 18. La couche 19 est un oontact pour ce détecteur. Les couches 24 et 25 forment un contact électrique pour la DEL constituée des couches 15 à 17, l'autre contact électrique étant fait des couches 20 et 21. Le domaine actif de la DEL demeure la couche 16. La combinaison des couches 13 à 15 correspond au détecteur photovoltalque de la figure 5. Le dispositif de la figure 6 opère selon les mêmes principes que celui de la figure 5. Le détecteur photovoltalque supplémentaire formé par les couches 17 et 18 de la figure 6 absorbe les rayons comme le rayon 23, provenant de la couche 16. Cette absorption génère une tension dans les couches 17 et 18 et un courant 6 qui circule dans le détecteur inférieur formé par les couches 14 et 15. Ainsi, pour l'essentiel, les deux détecteurs photovoltaiques sont connectés en série et tous deux sont éclairés par la lumière générée par la DEL en sortie. Le détecteur supérieur composé des couches 17 et 18 remplace simplement l'alimentation externe 11 de la figure 5. La figure 7 présente le circuit équivalent de la figure 6. Le détecteur 26 est formé par les couches 17 à 19 de la figure 6, comme il a été mentionné précédemment. Puisque les détecteurs 5 et 26. sont faits des mêmes matériaux, la même tension VD photo-enaendrse existe dans les deux détecteurs. Par conséquent, une tension 2VD existe aux points 27 et 18 de la figure 7. Pour permettre aux détecteurs 5 et26 d'injecter le courant 6 dans la DEL 3, 2VD doit être au moins égale à la tension V1 fournie par l'alimentation 1 dans 27 et 18. L'examen de l'amplitude relative de 2VD et V1 sera facilité par les rappels suivants VF = tension directe d'une DEL, c'est-à-dire la tension minimale V1 requise pour exciter la DEL 3. Vioc= tension circuit ouvert d'un détecteur photovoltaique, c'est-à-dire la tension VD maximale que la lumière peut générer dans le détecteur 5 ou dans le détecteur 26. Au delà de Vocf un générateur voltaïque absorbera le courant au lieu de le fournir à la charge externe. Voc est environ 0,8 VF si la région absorbante d'un détecteur photovoltarque a la même composition que le support actif d'une DEL. La tension V1 normale utilisée pour faire fonctionner une DEL est à peu près de 1,2 VF Ces informations indiquent que 2VD peuvent représenter au maximum 1,6 VF, c'est-à-dire une valeur qui généralement est supérieure à V1. Toutefois, la tension aux bornes de la combinaison des générateurs photovolta#ques est déterminée par la tension de la charge externe. Jusqu'au moment où 2VD est forcée à sa limite supérieure 2Voc, les détecteurs 5 et 26 continuent à fournir le courant 6 à la tension V1 établie par l'alimentation 1.En d'autres termes, la relation 2VD = V1 reste vraie tant que 2VD est inférieure à 2Voc. Le facteur de conservation oc VD/V1 de la forme présentée à la figure 6 est proche de 0,5 ou 50 %. Ce chiffre s'obtient comme suit : Le facteur VD/V1 a été calculé selon l'hypothèse d'après laquelle un seul détecteur comme le détecteur 5 était inclus à la figure 4. La discussion consacrée à la figure 4, indiquait qu'il était possible d'utiliser plusieurs détecteurs photovoltaiques au lieu du détecteur 5 pour augmenter VD et pour éliminer l'alimentation 11. La faisabilité a été démontrée par l'emploi des détecteurs 5 et 26 de la figure 7. Par conséquent, le facteur g VD/Vî devrait donc être #(2VD/Vî) pour le circuit de la figure 6. Mais, puisque 2VD = V1 comme il a été dit précédemment pour les détecteurs en série de la figure 6, le facteur de conservation se réduit simplement au paramètre rendement . Les rendements quantiques nl et nD sont à nouveaux proches de l'unité car la lumière est rayonnée et absorbée dans le dispositif.Le rendement du couplage B est égal à 0,5 parce que les détecteurs 5 et 26 sont en série et que chacun absorbe la moitié de l'émission de la couche 16. étant égal à g nl nD, est à peu près égal à 0,5. Si on la compare à la forme de la figure 5, la forme de la figure 6 permet de se passer de l'alimentation externe Il et d'obtenir un meilleur facteur de conservation de la puissance : 0,5. La diminution du courant de modulation externe demeure à 50 %, puisque est encore égal à 0,5. Une troisième forme de la présente invention apparaît à la figure 8. La géométrie des couches et leurs compositions sont identiques à celles de la figure 6, elles sont précisées dans le texte précédent, à la Table II. Les seules différences concernent la connexion des détecteurs photovoltaiques et de la DEL. Un schéma du circuit de la forme de la figure 8 est présenté à la figure 9. La correspondance entre les composants des figures 8 et 9 est la même que celle existant pour les figures 6 et 7. La DEL 3 est composée des couches i5 à 17; le détecteur 5 se compose des couches 13 à 15 et les couches 17 à 19 constituent le détecteur 26. L'interconnexion entre les contacts 19 et 21 et l'interconnexion entre les contacts 13 et 25 de la figure 8 peut être externe ou intégrée; dans le deuxième cas, l'interconnexion est déposée par croissance épitaxiale ou par métallisation. Le mécanisme de génération et d'absorption de la lumière dans le dispositif de la figure 8 a déjà été examine pour la figure 6. La nouvelle caractéristique de la figure 8 est que les courants provenant des détecteurs 5 et 26 peuvent être renvoyés en parallèle dans la DEL 3. Un examen plus poussé de la figure 9 montre que la combinaison en série du détecteur 5 et de l'alimentation 11 est en fait connectée en parallèle avec la combinaison du détecteur 26 et de l'alimentation 29. L'alimentation 29 applique une tension série au détecteur 26 et permet au courant 30 de circuler dans la DEL 3.Ainsi, l'alimentation 29 fonctionne de la même façon que l'alimentation 11 pour le détecteur 5, aux figures 4 et 5. Grâce aux fonctions en parallèle des détecteurs 5 et 26, la forme de la figure 8 présente un facteur de conservation de la puissance de 70%, c'est-à-dire le double du chiffre réalisé par la forme de la figure 5. L'un des résultats encore plus importants obtenus par la forme à détecteurs parallèles est une réduction importante du courant de modulation externe. Les détecteurs 5 et 26 reçoivent chacun près de 50 % de la lumière provenant de la diode 3. Ensemble, ils présentent un rendement net proche de 1 à cause du montage permettant la réinjection en parallèle. Par conséquent, (1 - ) est très petit, de l'ordre de 0,1 ou moins. Ceci indique que la puissance optique de la DEL de la figure 7 peut être entièrement modulée par un courant externe égal à 10 % seulement de son courant de fonctionnement. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent n'ont été fournies qu'a titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif émetteur de lumière à semi-conducteur comprenant - une structure semi-conductrice comportant une source émettrice de lumière émettant de la lumière en provenance de ladite structure et rayonnant cette lumière dans toutes les directions dans ladite structure, caractérisé en ce qu'il comprend aussi - un photo-détecteur au moins (14, 15) formé dans ladite structure et couplé à ladite source (16), ledit photo-détecteur convertissant ladite lumière dans ladite structure en énergie électrique et couplant ladite énergie électrique à ladite source pour donner au dispositif de lumière un rendement amélioré de conversion de la puissance et la possibilité de travailler avec une faible puissance de modulation en entrée. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure contient une seule structure à croissance épitaxiale comportant différentes couches (13 à 19). 3. Un dispositif conforme aux revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite structure contient un deuxième photo-détecteur (17, 18). 4. Dispositif conforme aux revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une première alimentation (1) est couplée en parallèle à ladite source. 5. Dispositif en accord avec la revendication 4, caractérisé en ce qu'une deuxième alimentation (11) est couplée en série avec ledit photo-détecteur. 6. Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que ladite structure contient un deuxième photodétecteur (17, 18) et une troisième alimentation (29) qui est couplée en Série avec le deuxième photo-détecteur. 7. Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que ladite structure contient un deuxième photodétecteur (17, 18) 8. Dispositif conforme d la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source contient-: - une première couche (16) composée d'un premier semi-conducteur pour transformer l'électricité en lumière, - une deuxième couche (15) composée d'un deuxième semiconducteur ayant une conductivité choisie de type p ou n disposée d'un côté de ladite première couche, - une troisième couche (17) composée dudit deuxième semiconducteur ayant l'autre conductivité de type n ou p placée de l'autre côté de ladite première couche, - une quatrième couche (18) composée dudit premier semiconducteur ayant une conductivité de type n ou p, disposée sur ladite troisième couche, du côté opposé à la première couche, - un premier contact métallique (19) monté sur ladite quatrième couche, du côté opposé à la troisième couche, - une cinquième couche (20) composée dudit semi-conducteur ayant une conductivité choisie de type n ou p, disposée du même côté de ladite deuxième couche que ladite première couche et séparée de celle-ci, et - un deuxième contact métallique (21) monté sur ladite cinquième couche, du côté opposé à ladite deuxième couche, ledit photo-détecteur comprenant ladite deuxième couche et une sixième couche (14) composée dudit premier semi-conducteur ayant une conductivité de type n ou p, disposée sur ladite deuxième couche du côté opposé à la première et à la cinquième couches, et un troisième contact métallique (13) disposé sur ladite sixième couche du côté opposé à ladite deuxième couche. 9. Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que - ladite première couche (16) est en GaAs, - ladite deuxième couche (15) est en Gag 7A10 3As, type p, - ladite troisième couche (17) est composée de Ga0,7Al0,3As, type n, - lesdites quatrième (18) et sixième couches (14) sont en GaAs type n,' - ladite cinquième couche (20) est composée de GaAs type p. - lesdits premier (19) et troisième (13) contacts métalliques sont en Au-Ge, et - ledit deuxième contact métallique (21) est en Au-Cr. 10. Dispositif conforme aux revendications 8 ou 9, caractérisé en qu'il comprend - ~ne première alimentation (1) pour ladite source, couplée entre ledit premier (19) et ledit deuxième contacts (21), et - une deuxième alimentation (11) pour ledit détecteur, couplée entre ledit premier (19) et ledit troisième (13) contacts. 11. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite source comprend - une première couche (16) composée d'un premier semi-conducteur pour transformer l'électricité en lumière, - une deuxième couche (15) composée d'un deuxième semi-conducteur ayant une conductivité sélectionnée de type n ou p, disposée d'un côté de ladite première couche, - une troisième couche (17) composée dudit second semi-conducteur ayant l'autre conductivité parmi les types n et p, disposée de l'autre côté de ladite première couche, - une quatrième couche (18) composée dudit premier semiconducteur ayant la première conductivité sélectionnée de type n ou p, disposée sur ladite troisième couche, du côté opposée à ladite première couche, - un premier contact métallique (19) disposé sur ladite quatrième couche, du côté opposé à ladite troisième couche, - une cinquième couche (20) composée dudit premier semiconducteur ayant une conductivité sélectionnée dudit type n ou p disposée sur ladite deuxième couche du même côté que la première couche et séparée de celle-ci, et - un deuxième contact métallique (21) disposé sur ladite cinquième couche, du côté opposé à ladite deuxième couche, ledit photo-détecteur incluant - ladite deuxième couche, - une sixième couche (14) composée dudit premier semi-conducteur ayant l'autre conductivité de type n ou p disposé sur ladite deuxième couche, du côté opposé à ladite première et ladite cinquième couches, et - un troisième contact métallique (13) disposé sur ladite sixième couche, du côté opposé à ladite deuxième couche, tandis qu'un deuxième photo-détecteur comprend - ladite troisième couche, - une septième couche (24) composée dudit premier semiconducteur ayant l'autre conductivité de type n ou p, disposée sur ladite troisième couche, éloignée de ladite première couche et écartée de ladite quatrième couche, et - un quatrième contact métallique (25) disposé sur ladite septième couche, du côté opposé à ladite troisième couche. 12. dispositif conforme à la revendicatioei 11, dans lequel - ladite première couche (16) est en GaAs, - ladite deuxième couche (15) est en Ga0,7Al0,3As type p, - ladite troisième couche (17) est en Ga0,7Al0,3As type n, - lesdites quatrième et cinquième couches (18 et 20) sont en GaAs type p, - lesdites sixième et septième couches (14 et 24) sont en GaAs type n, - lesdits premier et deuxième contacts (19, 21) sont en Au-Cr et, lesdits troisième et quatrième (13, 25) contacts sont en Au-Ge. 13. Dispositif conforme aux revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend - une connexion entre ledit premier (19) et ledit troisième (13) contacts, et - une alimentation connectée entre ledit deuxième (21) et ledit quatrième (25) contacts, 14. Dispositif conforme aux revendications 11 ou 12, caracté- risé en ce qu'il comprend - une première alimentation (29) couplée entre ledit premier (19) et ledit deuxième (21) contacts, - une deuxième alimentation (1) couplée entre ledit deuxième (21) et ledit quatrième (25) contacts, et - une troisième alimentation (11) couplée entre lesdits troisième (13) et quatrième (25) contacts.