Brevet FR2789237A1 — publié le 20000804

La présente invention concerne un procédé permettant de contrôler la lumière délivrée par un laser à émission en surface à cavité verticale (noté VCSEL, d'après "vertical cavity surface emitting laser") et, plus particulièrement, elle concerne un procédé permettant de contrôler l'émission de lumière d'un VCSEL sans qu'il y ait interférence avec la lumière délivrée par le VCSEL, ainsi qu'un laser à émission en surface tel que le procédé peut lui être appliqué. Antérieurement, en cas de montage sur une embase, la lumière qui a été réfléchie par la lentille supérieure du VCSEL pour être renvoyée dans l'embase est contrôlée au moyen d'une photodiode de silicium, sur laquelle la puce du VCSEL est montée. A ce jour, on ne connaît dans la technique aucun procédé permettant de contrôler la lumière venant d'une puce de VCSEL qui n'est pas montée dans une embase. L'utilisation d'une embase est nécessaire dans les systèmes existant actuellement pour contrôler l'émission de lumière. Dans de nombreuses applications, il est souhaitable de pouvoir tenir pour certain que le VCSEL émet effectivement de la lumière dès qu'un courant d'excitation le traverse. Le problème est de contrôler cette lumière sans perturber trop le faisceau lumineux, et de pouvoir mener cette opération d'une manière acceptable qui n'impose pas la présence d'un environnement complexe. L'invention propose un procédé pour contrôler l'émission de lumière d'un VCSEL sans gêner et, ou bien, perturber en aucune manière la lumière délivrée. L'invention élimine également la nécessité de devoir monter la puce de VCSEL dans une embase pour simplement contrôler la lumière qu'elle délivre. Un but de l'invention est de fournir un laser à émission en surface, comprenant: une pluralité de miroirs mutuellement séparés; une région d'amplification de lumière se trouvant entre les miroirs un substrat; et un contact ohmique transparent pour les photons, qui se laisse traverser par l'énergie lumineuse de sorte qu'on peut contrôler l'émission de lumière dans le laser à émission en surface. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé permettant de contrôler l'émission de lumière d'un laser à émission en surface, le laser comportant: une pluralité de miroirs mutuellement séparés une région d'amplification de lumière se trouvant entre les miroirs; un substrat; un contact ohmique transparent pour les photons; le procédé comprenant les opérations suivantes: mettre le laser en contact avec une source d'énergie pour produire de la lumière; et contrôler la lumière émise qui est transmise au travers du contact ohmique transparent. De préférence, le contact ohmique transparent pour les photons est positionné sur ledit substrat. De préférence, le contact ohmique transparent pour les photons est positionné sur un côté épitaxial dudit laser. De préférence, le laser à émission en surface est un laser à émission en surface à cavité verticale à émission par le dessus ou par le dessous. Les miroirs peuvent avoir des coefficients de réflexion équivalents ou inversés. Ayant ainsi décrit de façon très générale l'invention, on va maintenant se reporter aux dessins annexés, qui illustrent des modes de réalisation préférés et dans lesquels: la figure 1 est une représentation simplifiée d'un montage classique permettant de contrôler la lumière délivrée; la figure 2 est une représentation simplifiée d'un VCSEL ordinaire, qui montre les pertes de lumière dans le substrat; et la figure 3 est une représentation simplifiée d'un mode de réalisation de l'invention. Sur les dessins, on emploie des références identiques pour désigner des éléments identiques. On se reporte maintenant aux dessins. La figure 1 représente un montage classique, désigné dans son ensemble par le numéro 10, permettant de contrôler la lumière 12 émise par un VCSEL 14. La lumière 12 est réfléchie par une lentille supérieure 16 et est envoyée sur une photodiode 18. Dans ce mode de réalisation, la lumière ne peut être détectée que par la photodiode et, de ce fait, les possibilités de montage sont limitées, comme discuté ci-dessus. Sur la figure 2, est représenté un VCSEL ordinaire possédant un contact ohmique 20, un substrat 22 et des miroirs réfléchissants, à savoir un miroir à coefficient de réflexion élevé qui est désigné par le numéro 24 et un miroir à coefficient de réflexion bas qui est désigné par le numéro 26. Comme cela est bien connu pour les VCSEL, l'un des deux miroirs réfléchit moins (et transmet plus) la lumière arrivant sur lui en provenance de la région d'amplification. La lumière transmise au travers du miroir le moins réfléchissant est la lumière qui est émise par le VCSEL. Cette lumière est indiquée sur les figures 1 et 2 par une flèche 28. Dans le VCSEL à émission par le dessus ordinaire qui est représenté sur la figure 2, la lumière désignée par la flèche 30 est perdue, car elle est émise dans le substrat 22 situé au-dessous du miroir inférieur 24 (à coefficient de réflexion élevé) si elle ne présente pas une longueur d'onde pour laquelle le substrat est transparent. Toutefois, dans un VCSEL à émission par le dessous, qui est représenté sur la figure 3, o la lumière émise à travers le miroir le moins réfléchissant 26 passe par un trou 32 formé dans le substrat, rien n'arrête la lumière 28 qui est transmise à travers le miroir à coefficient de réflexion élevé 24, mis à part le contact ohmique 34 qui est placé sur l'autre côté de ce miroir. En réalisant une ouverture 32 dans le contact ohmique 34, il est possible d'extraire cette lumière et de la contrôler à l'aide d'une diode (non représentée), sur laquelle la puce de VCSEL 14 peut être placée. D'un point de vue général, un contact transparent pour les photons est un contact qui autorise la lumière à le traverser via une ouverture ou qui est fait d'une matière transparente. De plus, le contact peut être réalisé de manière à être suffisamment mince pour permettre le passage de la lumière, ou bien le contact peut incorporer une combinaison de ces particularités. Selon un autre aspect, l'invention peut être utilisée pour tout VCSEL émettant par le dessous, notamment ceux qui ont des longueurs d'onde pour lesquelles le substrat est transparent. Lorsque le substrat est transparent, aucune ouverture ne doit être faite dans le substrat pour permettre que la lumière primaire (c'est-à-dire celle qui n'est pas la lumière de contrôle) soit extraite de la structure de VCSEL. Avec de tels VCSEL, la conception du VCSEL ordinaire permet que la lumière de contrôle soit extraite à travers le substrat, ce qui rend inutile une émission de la lumière primaire par le dessous. Pour extraire la lumière de contrôle via le contact ohmique (aussi bien pour les VCSEL ordinaires et les VCSEL à émission par le dessous), il n'est pas nécessaire de faire une ouverture dans le contact. Au lieu de cela, le contact peut être fait en une matière transparente pour les photons (par exemple, sans que ceci constitue une limitation, en oxyde d'étain dopé par de l'indium, ou ITO), ou bien le contact peut être suffi- samment mince pour permettre à la lumière de le traverser. De ce point de vue, le contact peut avoir une épaisseur comprise entre I nm et 100 nm. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Laser à émission en surface, comprenant: une pluralité de miroirs (24, 26) mutuellement séparés une région d'amplification de lumière se trouvant entre lesdits miroirs; un substrat (22) et un contact ohmique (32, 34) transparent pour les photons, qui se laisse traverser par la lumière, de sorte que l'émission de lumière au travers dudit laser à émission en surface peut être contrôlée. 2. Laser selon la revendication 1, o ledit contact ohmique (32, 34) transparent pour les photons est positionné sur ledit substrat. 3. Laser selon la revendication 1, o ledit contact ohmique (32, 34) transparent pour les photons est positionné sur un côté épitaxial dudit laser. 4. Laser selon la revendication 1, o ledit laser à émission en surface (14) est un laser à émission en surface à cavité verticale à émission par le dessus. 5. Laser selon la revendication 1, o ledit laser à émission en surface (14) est un laser à émission en surface à cavité verticale à émission par le dessous. 6. Laser selon la revendication 1, o ledit contact ohmique (34) trans- parent comprend un contact dépourvu d'ouvertures. 7. Laser selon la revendication 1, o ledit contact ohmique (34) possède une épaisseur comprise entre 1 nm et 100 nm. 8. Laser selon la revendication 1, o ledit contact ohmique (34) comprend de l'oxyde d'étain dopé par de l'indium. 9. Laser selon la revendication 1, o lesdits miroirs (24, 26) ont des coefficients de réflexion équivalents. 10. Laser selon la revendication 1, o lesdits miroirs (24, 26) ont des coefficients de réflexion inversés. 11. Procédé permettant de contrôler l'émission de lumière par un laser à émission en surface, ledit laser comportant: une pluralité de miroirs mutuellement séparés une région d'amplification de lumière se trouvant entre lesdits miroirs un substrat; et un contact ohmique transparent pour les photons; et le procédé comprenant les opérations suivantes mettre ledit laser en contact avec une source d'énergie pour produire de la lumière; et contrôler la lumière émise qui est transmise au travers dudit contact ohmique transparent. 12. Procédé selon la revendication 11, o ledit laser est un laser à émission en surface à cavité verticale émettant par le dessous. 13. Procédé selon la revendication 12, comportant en outre l'opération qui consiste à fournir des miroirs ayant des coefficients de réflexion équivalents. 14. Procédé selon la revendication 12, o ledit contact ohmique comprend de l'oxyde d'étain dopé à l'indium. 15. Procédé selon la revendication 1 1, comportant en outre l'opération qui consiste à fournir des miroirs ayant des coefficients de réflexion inversés. 16. Procédé selon la revendication 11, o ledit contact transparent pour les photons est positionné sur ledit substrat. 17. Procédé selon la revendication 11, o ledit contact transparent pour les photons est positionné sur un côté épitaxial d'un laser à émission en surface à cavité verticale à émission par le dessous.