Brevet FR3076960A1 — publié le 20190719

Description Titre de l'invention : Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale Segmentée Domaine technique [0001] L'invention concerne un dispositif de laser à émission de surface à cavité verticale (aussi connu sous son acronyme anglais VCSEL, soit Vertical Cavity Surface Emitting Laser) segmenté comprenant une structure de guidage agencée pour fournir des modes optiques séparés. L'invention concerne en outre un capteur optique comprenant un tel dispositif de VCSEL et un dispositif de communication mobile comprenant un tel capteur optique. L'invention concerne en outre un procédé correspondant de fabrication d'un tel dispositif de VCSEL. Technique antérieure [0002] Les réseaux adressables de VCSEL revêtent une importance croissante dans le domaine des capteurs pour l'imagerie de profondeur ainsi que pour l'impression/la fabrication additive. Selon la mise en oeuvre, il ne peut être toléré qu'un seul pixel tombe en panne. Une telle défaillance d'un seul pixel entraînerait une défaillance totale du dispositif. Cela rend les réseaux pixélisés comprenant de grands VCSEL (grande zone d'émission de lumière) problématiques, car le taux des défaillances d'un seul pixel augmente avec la taille du VCSEL. Problème technique [0003] Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de VCSEL offrant une puissance de sortie élevée et de fiabilité améliorée. [0004] L'invention est définie par les revendications indépendantes. Les revendications dépendantes définissent des modes de réalisation avantageux. [0005] Selon un premier aspect, un dispositif de VCSEL est proposé. Le dispositif de VCSEL comprend un premier contact électrique, un substrat, un deuxième contact électrique et un résonateur optique. Le résonateur optique est agencé sur un premier côté du substrat. Le résonateur optique comprend une première structure réfléchissante comprenant un premier réflecteur de Bragg distribué (en anglais DBR ou distributed Bragg reflector), une deuxième structure réfléchissante comprenant un deuxième DBR, une couche active agencée entre la première structure réfléchissante et la deuxième structure réfléchissante et une structure de guidage. La structure de guidage est agencée pour définir un premier maximum d'intensité relative d'une répartition d'intensité dans la couche active en une première position latérale du résonateur optique de sorte qu'une première zone émettrice de lumière est fournie. La structure de guidage est en outre agencée pour définir au moins un deuxième maximum d'intensité 2 relative de la répartition d'intensité dans la couche active en une deuxième position latérale du résonateur optique de sorte qu'une deuxième zone émettrice de lumière est fournie. La structure de guidage peut être agencée dans (à l'intérieur) un empilement de couches du premier DBR ou du deuxième DBR. La structure de guidage est de plus agencée pour réduire une intensité de la répartition d'intensité entre les au moins deux (ou plus) zones émettrices de lumière pendant le fonctionnement du dispositif de VCSEL. L'émission laser est inhibée entre les deux, trois, quatre ou plus zones émettrices de lumière. Les deux, trois, quatre ou plus dans un maximum d'intensité relative sont séparées ou plus précisément essentiellement indépendantes entre elles. Différents modes optiques (deux, trois, quatre ou plus) peuvent contribuer aux maxima d'intensité relative en différentes positions latérales. La structure de guidage peut être agencée de manière à réduire une intensité d'au moins un mode optique contribuant à au moins l'un du premier ou deuxième maximum d'intensité relative à l'extérieur d'au moins la première ou deuxième zone émettrice de lumière, de sorte qu'une extension latérale de la zone émettrice de lumière soit liée à la position latérale respective du résonateur optique. Les premier et deuxième contacts électriques sont agencés pour pomper électriquement la couche active. La première ou la deuxième structure réfléchissante peut comprendre des éléments réfléchissants qui ne sont pas compris dans le premier ou le deuxième DBR contribuant à la réflectivité totale de la première ou deuxième structure réfléchissante. La couche active peut comprendre deux, trois, quatre ou plus zones émettrices de lumière à travers l'étendue latérale de la couche active qui sont définies au moyen de la structure de guidage. L'empilement de couches du résonateur optique agencé sur le premier côté du substrat est caractérisé par une épaisseur comprise entre 5 et 20 pm. Le substrat est généralement caractérisé par une épaisseur comprise entre 100 et 600 pm de sorte qu'un deuxième côté du substrat opposé au premier côté est séparé du premier côté d'au moins 100 pm. [0006] Le terme « laser à émission de surface à cavité verticale » englobe également ce que l'on appelle des lasers à émission de surface à cavité externe verticale (en anglais VECSEL ou Vertical External Cavity Surface Emitting Lasers). L'abréviation VCSEL est utilisée pour les deux types de lasers. Le terme « couche » n'exclut pas que la couche puisse comprendre deux sous-couches ou plus. [0007] Les réseaux adressables de VCSEL ou de dispositifs de VECSEL revêtent une im- portance croissante dans le domaine des capteurs pour l'imagerie de profondeur ainsi que pour l'impression/la fabrication additive. Selon la mise en oeuvre, il ne peut être toléré qu'un seul pixel tombe en panne. Une telle défaillance entraînerait une défaillance totale du dispositif. [0008] Les dispositifs de VCSEL peuvent faillir car des défauts se développent dans le cristal, lesquels absorbent une partie du rayonnement laser et font monter le seuil laser. 3 Par cette absorption, la température locale dans la région du défaut augmente et les défauts croissent, conduisant à une absorption encore plus élevée et finalement à une défaillance totale. [0009] Même dans les dispositifs de VCSEL de grand diamètre, les emplacements in- dividuels dans l'ouverture sont reliés par les modes optiques ayant soit un profil d'intensité sur l'ensemble de l'ouverture soit des ondes planes traversant l'ensemble de l'ouverture. Un défaut local absorberait donc la puissance optique fournie par des modes optiques à profil d'intensité s'étendant à travers la zone active ou par des ondes planes se propageant à travers la zone active. [0010] Pour cette raison, des « solutions de contournement » mettent en oeuvre un petit réseau pour un pixel, chaque élément du réseau (VCSEL à faible zone active) étant imagé à l'aide de moyens optiques sur un seul pixel de la mise en oeuvre. Cela nécessite un effort et un espace importants qui ne sont pas compatibles avec des applications de masse. [0011] En particulier, les dispositifs de VCSEL émettant par le bas émettant une lumière laser à travers le substrat avec un contact anodique métallique complet peuvent être dimensionnés à un diamètre relativement grand (surface active totale de plus de 200 pm2, préférentiellement plus de 400 pm2 et encore plus préférentiellement de plus de 600 pm2) pour permettre des mises en oeuvre plus puissantes. Le montage à puce retournée (en anglais « flip-chip mounting ») de l'émetteur par le bas sur un pilote électronique permet un adressage par « pixel » individuel. Une telle architecture est des plus compactes mais n'est pas utilisée aujourd'hui en raison du problème de fiabilité évoqué plus haut. [0012] Le dispositif de VCSEL selon la revendication 1 permet de réaliser un dispositif de VCSEL de grande surface avec une séparation optique de différentes zones émettrices de lumière à travers l'ouverture. Les maxima relatifs de la répartition d'intensité restent dans des parties définies de l'ouverture ou de la zone active et ne se mélangent pas. Un avantage de la séparation des zones émettrices de lumière sur l'étendue latérale de la zone active de la couche active connectée est qu'une seule région d'une telle zone émettrice de lumière défaillante entraîne l'arrêt de l'émission laser de la zone émettrice de lumière respective du dispositif. Par conséquent, l'intensité optique dans cette région est réduite (et à cause de la séparation, les autres régions ne contribuent pas par leur intensité) et l'échauffement local par absorption est évité. Le défaut ne se propage pas plus loin et les dégâts restent localisés. La répartition de l'intensité est donc telle qu'il n'y a essentiellement pas de transfert d'énergie entre, en particulier, les zones émettrices de lumière voisines et les maxima d'intensité relative correspondants. Chaque maximum d'intensité relative et chaque mode ou modes optique(s) contributeur(s) tire la majorité de son gain de la position latérale associée dans le ré- 4 sonateur optique (position de la zone émettrice de lumière associée) et seulement une minorité des régions voisines. [0013] Une taille des zones émettrices de lumière est d'au moins 31..tm2. Les zones émettrices de lumière sont comprises dans une zone active de la couche active d'au moins 200 wn2. [0014] La structure de guidage peut être un élément localisé consistant en, par exemple, une seule couche du résonateur optique. La structure de guidage peut alternativement comprendre une multitude de couches interagissant de sorte que (ainsi que le seul élément localisé) des maxima d'intensité relative séparés de deux, trois, quatre ou plus zones émettrices de lumière sont liés à l'emplacement respectif dans le résonateur optique. [0015] La structure de guidage peut être agencée à l'intérieur d'un empilement de couches du premier réflecteur de Bragg distribué ou du deuxième réflecteur de Bragg distribué dans une direction verticale du dispositif de Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale. La direction verticale peut désigner une direction verticale de la cavité verticale du dispositif de Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale. [0016] La structure de guidage peut être agencée dans le résonateur optique et (complètement) enveloppée par celui-ci. La structure de guidage peut être agencée dans le résonateur optique et complètement entourée par celui-ci. La structure de guidage peut être agencée à l'intérieur du résonateur optique, en particulier à l'intérieur du premier DBR ou à l'intérieur du deuxième DBR. La structure de guidage peut être agencée dans le premier DBR ou du deuxième DBR et complètement enveloppée par celui-ci. La structure de guidage peut être agencée dans un empilement de couches du premier DBR ou du deuxième DBR de sorte que la structure de guidage optique soit entourée ou encapsulée par le premier ou le deuxième DBR. Un avantage de cette approche peut être un processus de croissance plus homogène de couches adjacentes, par exemple entre la couche active et une couche du premier ou du deuxième DBR. La structure de guidage peut être agencée de sorte qu'au moins une couche (ou une séquence d'au moins deux couches) de l'empilement de couches du premier et/ou du deuxième DBR soit agencée en contact avec la structure de guidage, ladite couche ou séquence de couches de DBR en contact avec la structure de guidage étant agencée dans une direction verticale de la cavité verticale du Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale. [0017] Au moins une première couche du premier DBR peut être agencée au-dessus de la structure de guidage dans une direction verticale de la cavité verticale du Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale et au moins une deuxième couche du premier DBR peut être agencée en dessous de la structure de guidage dans une direction verticale de la cavité verticale du Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale. La même chose peut s'appliquer au deuxième DBR. [0018] Un avantage de l'agencement de la structure de guidage dans (à l'intérieur d') un em- pilement de couches du premier DBR ou du deuxième DBR peut être une intégrité structurelle améliorée du dispositif. Par conséquent, le dispositif peut être mieux adapté à des scénarios d'application exigeants, plus stable vis-à-vis des vibrations et/ou peut offrir une fiabilité améliorée, par exemple dans des applications automobiles. Par exemple, une structure de mésa (unique) peut être fournie, qui comprend la structure de guidage plutôt que de fournir des mésas séparés qui sont séparés par des tranchées et/ou des contacts électriques entre les mésas séparés. [0019] La structure de guidage peut par exemple être agencée pour fournir une variation latérale de la réflectivité de la première structure réfléchissante ou de la deuxième structure réfléchissante parallèlement à la couche active. La variation latérale du matériau réfléchissant peut être obtenue au moyen d'une seule couche ou d'une combinaison de deux couches ou plus. La structure de guidage peut par exemple être agencée dans un empilement de couches du premier DBR ou du deuxième DBR. La structure de guidage peut comprendre une variation d'une épaisseur d'au moins une couche du premier réflecteur DBR ou du deuxième DBR. La structure de guidage peut alternativement ou de plus comprendre une variation latérale d'une réflectivité du premier contact électrique ou du deuxième contact électrique. [0020] La structure de guidage peut alternativement ou de plus comprendre des régions oxydées dans au moins une couche du premier réflecteur de Bragg distribué ou du deuxième réflecteur de Bragg distribué. Les régions oxydées sont agencées pour réduire l'intensité entre les au moins deux zones émettrices de lumière. La région oxydée peut être agencée pour modifier les conditions de résonance dans le résonateur optique dans une direction latérale et/ou pour fournir un confinement de courant local du courant électrique aux emplacements des zones émettrices de lumière. La région oxydée peut, par exemple, être agencée dans une ouverture dans l'oxyde, entourant les au moins deux zones émettrices de lumière. [0021] Le résonateur optique peut en outre comprendre un phototransistor (PT) ou photo- transistor bipolaire à hétérojonction distribuée (en anglais HPT ou « distributed Heterojunction bipolar PhotoTransistor »). Le HPT comprend une couche de collecteur, une couche photosensible, une couche de base et une couche d'émetteur. Le HPT est agencé de sorte qu'il existe un couplage optique entre la couche active et le HPT pour assurer un confinement de porteur actif au moyen du HPT. [0022] L'utilisation d'un HPT (intégré monolithiquement) particulièrement proche de la couche active peut permettre un confinement efficace des porteurs de charge en contrôlant l'injection de porteurs en fonction de l'intensité locale du profil réel du mode d'émission laser qui est influencé par le guidage optique fourni au moyen de la 6 structure de guidage optique. De ce fait, l'injection de porteurs peut être adaptée localement à la demande du mode d'émission laser et inversement. Le HPT agit efficacement en tant que couche ou structure de confinement de courant. L'avantage de l'ajout du phototransistor est qu'il transforme une légère modulation optique en une forte différenciation des zones d'émission laser et de non émission laser et inhibe la circulation du courant entre les régions segmentées, augmentant ainsi l'efficacité. Le HPT supporte donc la séparation des modes optiques en amplifiant, par exemple, un léger guidage optique fourni par la structure de guidage. [0023] Le HPT avec jonction collecteur-base sensible optiquement peut être conçu pour éviter l'absorption optique. La couche photosensible peut être une couche à puits quantiques ou une couche massive (en anglais « bulk layer »). Les couches massives sont, par exemple, des couches homogènes d'une épaisseur de 10 nm ou plus dans lesquelles les effets de la mécanique quantique peuvent être négligés. [0024] Le HPT est agencé dans le VCSEL de sorte que la sensibilité à la lumière qui est générée au moyen de la couche active du VCSEL en combinaison avec le résonateur optique fourni par les premier et deuxième DBR soit suffisamment élevée. Le HPT peut, par exemple, être un HPT pnp qui est agencé directement au-dessus de la couche active, c'est-à-dire du côté de la couche active qui est orientée à l'opposé du substrat habituellement conducteur n. Dans une approche alternative, il peut être possible d'agencer un HPT npn directement sous la couche active. « Directement » signifie que le HPT pnp ou le HPT npn est agencé le plus près possible de la couche active. Cela n'exclut pas le fait qu'une ou plusieurs couches intermédiaires peuvent être nécessaires pour améliorer, par exemple, les performances et/ou la fiabilité du VCSEL. Il peut également être possible d'empiler le HPT dans le premier ou le deuxième DBR après, par exemple, trois ou cinq paires de couches miroirs. La structure en couches du HPT peut même être intégrée dans l'un des DBR. L'épaisseur d'une ou plus des couches HPT peut être adaptée à la longueur d'onde d'émission du VCSEL (couche quart d'onde) dans le matériau respectif. Une ou plus couches du HPT peuvent dans ce cas être utilisées pour augmenter la réflectivité du DBR respectif. Il peut même être possible d'utiliser deux HPT : un en dessous et un au-dessus de la couche active. [0025] Le positionnement du HPT directement au-dessus ou en dessous de la couche active peut présenter l'avantage que, du fait de la faible conductivité latérale entre le HPT et la couche active, le mode optique correspond le mieux au profil des porteurs de charge respectifs. [0026] La concentration en dopants dans la couche de collecteur, la couche de base et la couche d'émetteur peut être inférieure à 1019 cm 3. Les dopants des couches du HPT provoquent des pertes optiques telles qu'un faible niveau de dopage est préféré. La couche émettrice du HPT est la couche ayant la concentration en dopage la plus élevée. 7 La concentration en dopants dans la couche émettrice peut être par exemple aussi basse que 5*1018 cm -3 OU même 2*1018 cm 3. La concentration en dopants peut être aussi basse que 1*1018 cm -3 dans la couche de base et 4*10'7 cm -3 dans la couche de collecteur en cas de concentration en dopants de 2*1018 cm 3 dans la couche d'émetteur afin réduire les pertes optiques au moyen des porteurs de charge. [0027] L'épaisseur de la couche de base peut être de 100 nm ou moins. Le HPT peut être un HPT pnp qui est agencé entre la couche active et le deuxième DBR. La couche de base peut dans ce cas avoir une épaisseur d'environ )14 de la longueur d'onde d'émission du VCSEL dans le matériau de la couche de base. [0028] La longueur d'onde d'émission peut dépendre du matériau du substrat. Un substrat en GaAs peut être utilisé pour une longueur d'onde d'émission comprise entre 650 nm et environ 1600 nm. Un VCSEL avec un substrat InP peut émettre une lumière laser à une longueur d'onde d'émission supérieure ou même très supérieure à 1500 nm. L'épaisseur de la couche de collecteur peut être comprise dans la plage de )12 de la longueur d'onde d'émission du VCSEL dans le matériau. [0029] La structure de guidage peut être agencée à l'extérieur d'un flux de courant qui peut être fourni au moyen du premier contact électrique et du deuxième contact électrique pendant le fonctionnement du dispositif de VCSEL. Le confinement optique au moyen de la structure de guidage n'interagit pas directement avec le confinement de courant fourni au moyen du HPT. Le flux de courant n'est pas perturbé par le biais de la structure de guidage. Il peut y avoir une interaction indirecte car le guidage optique détermine le positionnement de l'intensité relative et donc de la zone ou plus précisément du volume dans lequel le HPT devient conducteur. La séparation du, dans ce cas, guidage optique et du confinement du courant peut permettre une position définie des maxima d'intensité relative séparés. La canalisation du courant électrique au moyen du HPT améliore l'efficacité et le HPT inhibe un courant le long de parties de non émission laser qui pourrait être provoqué par une défaillance locale de l'une des couches du dispositif de VCSEL. [0030] La structure de guidage peut, par exemple, être agencée pour fournir sur la section transversale latérale des régions du résonateur optique une longueur optique efficace permettant un fonctionnement laser résonant interrompu par des régions ayant une longueur optique efficace différente inhibant un fonctionnement laser. [0031] La structure de guidage peut, par exemple, être agencée pour réduire la longueur optique efficace du résonateur optique dans les régions où un fonctionnement laser résonant est inhibé. Une réduction des longueurs optiques efficaces peut, par exemple, être rendue possible par oxydation locale d'une ou plus couches du premier ou du deuxième DBR, ainsi que décrit ci-dessus. [0032] La structure de guidage peut alternativement ou de plus être agencée pour augmenter 8 la longueur optique efficace du résonateur optique dans les régions où le fonctionnement laser résonant est activé. Une couche structurée supplémentaire (par exemple, Si02 ou SiN,) peut être fournie ou une épaisseur d'une ou plus couche(s) de semi-conducteur (par exemple, une ou plus couche(s) d'AlyGa(l y)As) peut être structurée afin de modifier les conditions de résonance dans la direction latérale du résonateur optique. La structure de guidage peut être incorporée dans la structure de couche du premier ou du deuxième DBR. Le DBR correspondant peut être dans ce cas un DBR diélectrique comprenant des paires de couches diélectriques non conductrices d'indices de réfraction différents, par exemple des couches de Nb205, Ti02, Ta02, Si3N4 et Si02. [0033] La structure de guidage peut alternativement ou de plus être agencée pour assurer un confinement local du courant dans les au moins deux zones émettrices de lumière. La structure de guidage peut par exemple comprendre la première ou la deuxième électrode, la première ou la deuxième électrode étant agencée pour induire une répartition de courant électrique correspondant à la répartition d'intensité à travers la couche active. La première ou la deuxième électrode peut, par exemple, être structurée afin de permettre une induction de courant locale. La structure de guidage peut alternativement ou de plus comprendre au moins une couche de conductivité électrique latérale réduite dans des zones correspondant à une zone d'intensité réduite entre les au moins deux zones émettrices de lumière. Un profil de dopage d'une ou plus couche(s) de semi-conducteur peut, par exemple, être agencé de sorte que la conductivité électrique vers les zones émettrices de lumière soit accrue et que la conductivité électrique des zones situées entre les zones émettrices de lumière soit diminuée. [0034] Le dispositif de VCSEL peut être agencé pour émettre une lumière laser à travers le substrat (émetteur par le bas). Les émetteurs par le bas permettent des zones actives assez grandes ainsi que décrit ci-dessus. L'émetteur par le bas ou le résonateur optique peut comprendre une cavité optique étendue, à travers le substrat. La structure de guidage peut comprendre une structuration latérale d'un deuxième côté du substrat opposé au premier côté du substrat. La structure de guidage peut alternativement ou de plus comprendre d'autres couches déposées sur la deuxième face du substrat supportant un guidage des maxima d'intensité relative séparés (fournissant une variation latérale de rétroaction optique dans la cavité optique étendue). [0035] Le dispositif de VCSEL peut être compris par un capteur optique. Le capteur optique peut être compris par un dispositif de communication mobile. Le capteur optique peut également être utilisé dans des applications automobiles, notamment pour la conduite autonome. Le dispositif de VCSEL peut en outre être utilisé dans des agencements de réseaux pour, par exemple, des applications d'impression ou à forte puissance telles que la fabrication additive. 9 [0036] Selon un autre aspect, un procédé de fabrication d'un laser à émission de surface à cavité verticale est proposé. Le procédé comprend les étapes suivantes : fournir un premier contact électrique, fournir un substrat, fournir un premier DBR, fournir une couche active, fournir un deuxième DBR, fournir un deuxième contact électrique, fournir une structure de guidage qui est agencée pour définir un premier maximum d'intensité relative d'une répartition d'intensité dans la couche active en une première position latérale du résonateur optique de sorte qu'une première zone émettrice de lumière est fournie, la structure de guidage étant agencée pour définir au moins un deuxième maximum d'intensité relative de la répartition d'intensité dans la couche active en une deuxième position latérale du résonateur optique de sorte qu'une deuxième zone émettrice de lumière est fournie, la structure de guidage étant en outre agencée pour réduire une intensité de la répartition d'intensité entre les au moins deux zones émettrices de lumière pendant le fonctionnement du dispositif de Laser à Emission de Surface à Cavité Verticale. [0037] Les étapes ne doivent pas nécessairement être effectuées dans l'ordre indiqué ci- dessus. La structure de guidage peut, par exemple, être comprise par le premier contact électrique, le premier DBR, le deuxième DBR ou le deuxième contact électrique. Le substrat peut éventuellement être enlevé. Les différentes couches peuvent être déposées par des méthodes épitaxiales telles que les MOCVD (Épitaxie en phase vapeur aux organométalliques ou en anglais « MetalOrganic Chemical Vapor De-position »), MBE (Épitaxie par jet moléculaire ou en anglais « Molecular Beam Epitaxy »), etc. [0038] On comprendra que le dispositif de VCSEL décrit ci-dessus et le procédé présentent des modes de réalisation similaires et/ou identiques, en particulier, tels que définis dans les revendications dépendantes. [0039] On comprendra qu'un mode de réalisation préféré de l'invention peut également être toute combinaison des revendications dépendantes avec la revendication indépendante respective. [0040] D'autres modes de réalisation avantageux sont définis ci-dessous. Brève description des dessins [0041] Ces aspects de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront en référence aux modes de réalisation décrits ci-après et seront explicités à cet égard. [0042] L'invention va maintenant être décrite, à titre d'exemple, sur la base de modes de réa- lisation en référence aux dessins annexés. [0043] Dans les dessins : [0044] [fig.1] montre un schéma de principe d'une coupe transversale d'un premier dispositif de VCSEL avec une structure de guidage ; [0045] [fig.21 montre un schéma de principe d'une coupe transversale d'un deuxième dispositif de VCSEL avec une structure de guidage ; [0046] [fig.31 montre un schéma de principe d'une vue de dessus d'un troisième dispositif de VCSEL; [0047] [fig.41 montre un schéma de principe d'une coupe transversale d'un quatrième dispositif de VCSEL; [0048] [fig.51 montre un schéma de principe d'une coupe transversale d'un cinquième dispositif de VCSEL; [0049] [fig.61 montre un schéma de principe d'un capteur optique comprenant le dispositif de VCSEL; [0050] [fig.71 montre un schéma de principe d'un dispositif de communication mobile comprenant le capteur optique ; [0051] [fig.81 montre un schéma de principe d'un flux de processus d'un procédé de fa- brication d'un dispositif de VCSEL. [0052] Dans les figures, les numéros identiques se réfèrent à des objets identiques tout au long de la description. Les objets illustrés sur les figures ne sont pas nécessairement dessinés à l'échelle. Description des modes de réalisation [0053] Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits au moyen des figures. [0054] La Fig. 1 montre un schéma de principe d'un premier dispositif de VCSEL 100 avec une structure de guidage 132. Le premier dispositif de VCSEL 100 est un VCSEL émettant par le bas émettant une lumière laser à travers un substrat 110 (direction d'émission indiquée par la flèche). La longueur d'onde d'émission du dispositif de VCSEL 100 doit donc être agencée de manière à ce que le substrat 110 (par exemple en GaAs) soit transparent pour la longueur d'onde d'émission. Sur un premier côté du substrat 110 est prévu un premier DBR 115 comprenant 25 paires de couches avec un premier et un deuxième indice de réfraction. Les paires de couches du premier DBR 115 comprennent des couches d'AlGaAs/GaAs. L'épaisseur des couches est adaptée à la longueur d'onde d'émission du VCSEL afin de fournir la réflectivité requise d'environ 98%. Le premier DBR 115 est en partie gravé pour déposer un premier contact électrique 105 (contact n). La couche du premier DBR 115 sur laquelle est prévu le premier contact électrique 105 peut être caractérisée par une conductivité 11 électrique accrue (dopage élevé) afin de distribuer le courant électrique dans la direction latérale parallèlement à la structure des couches du dispositif de VCSEL 100 (couche de répartition de courant). Une couche active 120 est prévue sur le premier DBR 115. Un deuxième DBR 130 est prévu sur la couche active 120. Le deuxième DBR 130 comprend 40 paires de couches avec un premier et un deuxième indice de réfraction. Les paires de couches du deuxième DBR 130 comprennent ici aussi des couches d'AlGaAs/GaAs. L'épaisseur de la paire de couches est adaptée à la longueur d'onde d'émission du VCSEL afin de fournir la réflectivité requise de plus de 99,9%. Un deuxième contact électrique 135 (contact p) recouvre le deuxième DBR 130. Une structure de guidage 132 est intégrée dans le deuxième DBR 130. La structure de guidage 132 peut comprendre des régions oxydées d'une ou plus des couches du deuxième DBR 130 afin de fournir une variation latérale de la condition de résonance à travers la zone active 128 (voir Fig. 3) de la couche active 121 telle que définie par l'ouverture dans l'oxyde fournie par la couche de confinement de courant 123. La structure de guidage 132 peut alternativement ou de plus comprendre plusieurs couches du deuxième DBR 130 présentant un profil de dopage variable pour fournir une variation latérale de la conductivité électrique (implant de proton ultérieur, dopage par diffusion, etc.). Il peut y avoir une ou plusieurs couches intermédiaires, non représentées pour des raisons de clarté, qui peuvent par exemple être utilisées pour faire correspondre les paramètres cristallins. [0055] La Fig. 2 montre un schéma de principe d'un deuxième dispositif de VCSEL 100 avec une structure de guidage 132. Le deuxième dispositif de VCSEL 100 comprend un réseau de VCSEL émettant par le bas qui sont agencés sur un substrat commun 110. Chaque VCSEL du réseau de VCSEL comprend un agencement de couches similaire à celui décrit en référence à la Fig. 1. Chaque VCSEL du réseau de VCSEL est couplé à une structure de lentille 112 gravée dans un deuxième côté du substrat 110 opposé au premier côté du substrat 110. La structure de lentille 112 est agencée pour focaliser la lumière laser émise via le deuxième côté du substrat 110 (indiqué par la flèche). La structure de lentille 112 fournit en outre une rétroaction optique due aux différences dans les indices de réfraction (GaAs - 3,4 et air 1). La structure de lentille 112 forme donc une partie du résonateur optique et définit une cavité optique étendue. Chaque VCSEL du réseau de VCSEL est donc un laser à émission de surface à cavité étendue verticale (VECSEL). Une autre différence par rapport au dispositif de VCSEL 100 représenté en Fig. 1 est que la structure de guidage 132 n'est pas intégrée dans le deuxième DBR 130. La structure de guidage 132 comprend une deuxième électrode structurée. La deuxième électrode structurée fournit une induction locale du courant électrique afin de pomper électriquement des maxima d'intensité relative séparés de telle sorte qu'il existe une multitude de zones émettrices de lumière. De plus, le métal 12 de la deuxième électrode contribue à la réflectivité du DBR-p et le structure latéralement et supporte donc le guidage à cet égard. [0056] La Fig. 3 montre un schéma de principe d'une vue de dessus d'un troisième dispositif de VCSEL 100 à travers la couche active 120. La section transversale montre un réseau de six VCSEL émettant par le bas à travers la couche active. La configuration générale de chaque VCSEL est similaire à celle décrite en référence à la Fig. 1. Le deuxième contact électrique 135 recouvre entièrement le deuxième DBR 130 (voir aussi la Fig. 4). Le deuxième contact électrique 135 contribue à la réflectivité de la deuxième structure réfléchissante comprenant le deuxième DBR. Le deuxième contact électrique est agencé pour fournir une variation latérale de la réflectivité de sorte que les conditions de résonance varient latéralement à travers le résonateur optique afin de fournir des modes optiques séparés avec un profil d'intensité distinct, de sorte qu'il y ait sept zones émettrices de lumière 124 dans la zone active 128 de la couche active respective 120. Chaque VCSEL peut éventuellement comprendre une couche de répartition de courant structurée (non représentée) supportant un guidage optique en induisant le courant en des positions où les conditions de résonance du résonateur optique permettent l'émission de lumière laser. Le gain de cavité peut être modifié latéralement par une réflectivité différente des miroirs, dans ce cas le deuxième DBR 130 (DBR-p), car sa surface est facilement accessible au traitement. La structuration de, par exemple, l'épaisseur de la couche de recouvrement (la couche la plus à l'extérieur dans le deuxième DBR) par gravure, la modification de la réflectivité de la deuxième électrode 130 (en métal) comme décrit ci-dessus ou le dépôt partiel de matériaux modifiant la réflectivité permettent une telle structure de guidage. Une classe spécifique de tels matériaux est celle des matériaux dichroïques, ce qui permettrait également une isolation électrique locale et/ou une variation de la rétroaction optique. [0057] La Fig. 4 montre un schéma de principe d'un quatrième dispositif de VCSEL 100 avec une structure de guidage 132. L'agencement est très similaire à celui décrit en référence à la Fig. 2. La deuxième électrode 135 des VCSEL du réseau de VCSEL couvre complètement le deuxième DBR 130. Le deuxième côté du substrat 110 est à la différence du mode de réalisation décrit en référence à la Fig. 2, agencé de telle sorte qu'une rétroaction optique variant latéralement est fournie sur chaque zone active. Le deuxième côté du substrat 110 est gravé formant une structure de guidage 132. La rétroaction externe localisée de la structure de guidage 132 sur la zone active respective génère des maxima d'intensité locaux (relatifs) de la répartition d'intensité dans la couche active 120. En variante, une plaque de verre structurée peut être fournie afin de permettre une telle rétroaction optique locale. Il est possible de ne fournir qu'une modulation locale de la rétroaction de surface plane, c'est-à-dire des régions à réflectivité plus élevée et plus basse, comme décrit en référence à la Fig. 3. Il convient toutefois de 13 noter qu'une cavité stable repose sur une lentille thermique qui se développe dans le matériau. En raison de la symétrie et de l'influence majeure du flux de chaleur vers l'extérieur du mésa du VCSEL respectif, une telle lentille thermique couvrira probablement la totalité de l'émetteur par le bas et ne montrera pas la sous-structure souhaitée. Par conséquent, il peut être avantageux d'utiliser une structure de guidage 132 avec de nombreux petits miroirs incurvés, comme illustrée en Fig. 4, au lieu d'une simple surface plane à réflectivité modulée. Un autre mode de réalisation consisterait en de petites microlentilles et un miroir plat (commun) formant le réseau de cavités stables à l'intérieur de la grande région à pompage électrique de chaque VCSEL du réseau de VCSEL. [0058] La Fig. 5 montre un schéma de principe d'une coupe transversale d'un cinquième dispositif de VCSEL 100. Le cinquième dispositif de VCSEL 100 est un VCSEL émettant de la lumière laser depuis le substrat 110 (émetteur vers le haut, émission laser indiquée par la flèche). Sur le deuxième côté du substrat 110, un premier contact électrique 105 est prévu. Sur le premier côté du substrat 110 est prévu un premier DBR 115 comprenant 40 paires de couches avec un premier et un deuxième indice de réfraction. Les paires de couches du premier DBR 115 comprennent des couches d'AlGaAs/GaAs. L'épaisseur des couches est adaptée à la longueur d'onde d'émission du dispositif de VCSEL 100 afin de fournir la réflectivité requise de plus de 99,9%. Au-dessus du premier DBR 115 se trouve une couche active 120 fournie. La couche active 120 comprend une structure à puits quantiques pour la génération de lumière. Une couche d'injection de courant n (non représentée) peut être disposée entre le premier DBR 115 et la couche active 120. Un HPT distribué 125 est prévu sur la couche active 120. Une couche d'étalement de courant 127 est disposée au-dessus de l'HPT distribué 125. Un deuxième DBR 130 est prévu sur la couche d'étalement de courant 127. Le deuxième DBR 130 est un DBR diélectrique comprenant des paires de couches diélectriques non conductrices d'indices de réfraction différents, telles que par exemple des couches de Nb205, Ti02, Ta02, Si3N4 et 5i02. Le nombre de paires de couches dépend des matériaux et de la réflectivité souhaitée. L'épaisseur de la paire de couches est adaptée à la longueur d'onde d'émission du dispositif de VCSEL 100 afin d'offrir la réflectivité requise d'environ 97%. Un deuxième contact électrique en forme d'anneau 135 est agencé autour du deuxième DBR diélectrique 130 au-dessus de la couche d'étalement de courant. Le dispositif de VCSEL 100 émet une lumière laser dans le sens de la flèche via le deuxième diélectrique DBR 130. La structure de guidage 132 comprend une couche de 5i02 structuré. La couche de 5i02 structuré est incorporée entre la couche d'étalement de courant 127 et le deuxième DBR 130. La couche de 5i02 est déposée sur la couche d'étalement de courant 127 et ensuite gravée pour fournir une variation latérale de rétroaction optique. Les couches diélectriques du 14 deuxième DBR 130 sont ensuite déposées sur la couche structurée de Si02 et sur la couche d'étalement de courant 127, là où la couche d'étalement de courant 127 a été exposée par gravure de la couche de Si02. La couche de Si02 structuré augmente localement la longueur optique efficace et donc la condition de résonance du résonateur optique, de sorte que le laser n'est activé qu'aux positions des restes de la couche de Si02 structuré. [0059] La Fig. 6 montre une coupe transversale d'un capteur optique 300. Le capteur optique 300 comprend un dispositif de VCSEL 100 tel que décrit ci-dessus, une fenêtre de transmission 310 et un circuit de commande 320 pour piloter électriquement le dispositif de VCSEL 100. Le circuit de commande 320 est connecté électriquement au dispositif de VCSEL 100 pour fournir une alimentation électrique au dispositif de VCSEL 100 d'une manière définie. Le circuit de commande 320 comprend un dispositif mémoire pour stocker des données et instructions pour faire fonctionner le circuit de d'attaque 320 et une unité de traitement pour exécuter des données et instructions pour faire fonctionner le circuit de commande 320. Le capteur optique 300 comprend en outre un photodétecteur 350 et un évaluateur 360. Le photodétecteur 350 est dans ce cas une photodiode mais peut être n'importe quel dispositif, de préférence semi-conducteur, qui peut être utilisé pour détecter la lumière laser émise par le dispositif de VCSEL 100. Le photodétecteur 350 doit être aussi sensible que possible pour les photons émis par le dispositif de VCSEL 100 et doit avoir une durée de mesure rapide. Une technologie préférée est, par exemple, les photodiodes à effet d'avalanche ou même plus encore les dénommées SPAD (en anglais « Single Photon Avalanche Diodes » ou diodes à avalanche à photon unique), ainsi que des réseaux de celles-ci. L'évaluateur 360 comprend au moins un dispositif mémoire tel qu'une puce mémoire et au moins un dispositif de traitement tel qu'un microprocesseur. L'évaluateur 360 est adapté pour recevoir des données du circuit de commande 320 et éventuellement du photodétecteur 350 ou du dispositif de VCSEL 100 afin de déterminer un instant tl auquel la lumière laser émise 315 quitte le capteur optique 300. L'évaluateur 360 détermine en outre sur la base de cet instant tl et du taux de répétition fourni au moyen du circuit de commande 320, si une lumière laser réfléchie 317 détectée par la photodiode provient de l'impulsion laser émise à l'instant tl. Un instant t2 est enregistré si la lumière laser réfléchie 317 provient de l'impulsion laser et la distance à l'objet qui réfléchit l'impulsion laser est calculée au moyen de la durée de parcours At = t241 et de la vélocité de l'impulsion laser c. Une petite partie de la lumière laser émise 315 peut être réfléchie au niveau de la fenêtre de transmission 310 et utilisée en tant que signal de contrôle 319. Le signal de contrôle 319 est reçu au moyen du photodétecteur 350 beaucoup plus tôt que la lumière laser réfléchie 317. L'évaluateur 360 est donc capable de faire la différence entre la réception du signal de contrôle 319 et la lumière laser réfléchie 317. L'intensité de signal du signal de contrôle reçu 319 est comparée au moyen de l'évaluateur 360 par rapport à une intensité de signal de référence stockée dans le dispositif mémoire de l'évaluateur 360. L'évaluateur 360 envoie un signal de réduction de puissance au circuit de commande 320 dès que l'intensité du signal de contrôle reçu 319 dépasse une valeur seuil basée sur l'intensité du signal de référence afin de garantir la sécurité de l'oeil du capteur optique 300. La durée entre la réception du signal de contrôle 319 et de la lumière laser réfléchie 317 peut être assez courte. Il peut donc être avantageux d'utiliser un signal de contrôle séparé 319 indépendant de la lumière laser émise 315. Le signal de contrôle séparé 319 peut être une impulsion laser très courte émise entre deux impulsions laser de la lumière laser émise 315. En outre, il peut être avantageux de mettre en oeuvre une structure de rétroaction dans la fenêtre de transmission 310 de sorte que l'intensité de signal du signal de contrôle 319 soit suffisamment élevée. La structure de rétroaction peut par exemple être une petite partie de la surface de la fenêtre de transmission 310 qui est inclinée par rapport au reste de la surface de la fenêtre de transmission 310. La position et l'angle d'inclinaison sont choisis de telle sorte que le signal de contrôle 319 soit dirigé vers le photodétecteur 350. [0060] La Fig. 7 montre un schéma de principe d'un dispositif de communication mobile 380 comprenant un capteur optique 300 similaire à celui décrit en référence à la Fig. 6. Le capteur optique 300 peut par exemple être utilisé en combinaison avec une application logicielle s'exécutant sur le dispositif de communication mobile 380. L'application logicielle peut utiliser le capteur optique 300 pour des utilisations en détection. Ces utilisations en détection peuvent être des mesures de temps de parcours pour la détection de distances, un autofocus d'appareil photographique, une imagerie 3D d'une interface utilisateur basée sur une scène ou un geste. [0061] La Fig. 8 montre un schéma de principe d'un flux de processus d'un procédé de fa- brication d'un dispositif de VCSEL 100. Un substrat en GaAs 110 est fourni à l'étape 410. Un premier DBR 115 est fourni sur un premier côté du substrat 110 à l'étape 420 et une couche active 120 est fournie à l'étape suivante 430 sur le premier DBR 115. Un deuxième DBR 130 est fourni à l'étape 440 sur la couche active 120. Un premier contact électrique 105 est fourni à l'étape 450. Le premier contact électrique 105 est fixé à un deuxième côté du substrat 110. Un deuxième contact électrique 135 est fourni pour pomper électriquement le dispositif de VCSEL conjointement avec le premier contact électrique 105 à l'étape 460. Une structure de guidage 132 est fournie à l'étape 470. [0062] D'autres approches pour mettre en oeuvre la structure de guidage 132 peuvent être : [0063] 1. Dans un émetteur par le bas de grand diamètre, par exemple, des régions localisées peuvent être définies par oxydation. Alors que l'émetteur par le bas de grand diamètre 16 est créé par gravure et oxydation de mésa à partir de l'extérieur du mesa, une oxydation peut se produire pour la séparation locale à travers de petits trous gravés dans la surface. Ceci permet un espacement étroit des régions localisées à l'intérieur du grand émetteur par le bas, fournissant un grand émetteur presque continu optiquement. Il convient de noter que même une isolation électrique imparfaite par l'oxydation est tolérable car la séparation optique avec de l'aluminium oxydé est très forte en raison du grand pas dans l'indice de réfraction. Une isolation électrique imparfaite peut donc réduire l'efficacité (le courant étant injecté dans des régions ne produisant pas d'effet laser), mais les maxima d'intensité relative restent séparés. Toute la structure peut avoir une électrode métallique continue connectée à la commande électrique. [0064] 2. La séparation électrique peut également être réalisée par implantation de protons, similaire à celle décrite ci-dessus, à la différence que l'implantation de protons n'induit pas de fort effet de guidage optique. La séparation électrique peut être combinée avec un autre procédé de guidage optique similaire aux procédés décrits ci-dessus. [0065] 3. La sous-structure pour des modes optiques localisés peut être permise par une hé- térostructure enfouie. Cela signifie que le wafer est extrait du réacteur à épitaxie pendant la croissance et structuré latéralement par lithographie et gravure. Ensuite, la croissance est menée à son terme. Cela permet seulement à une partie du DBR de correspondre aux conditions de résonance. [0066] 4. La structure de guidage 132 peut être une structure de guidage de gain qui peut être conçue en structurant simplement le métal anodique ou la connexion électrique du semi-conducteur vers ce métal anodique. La conductivité latérale du DBR-p doit être maintenue faible afin de maximiser la séparation des maxima d'intensité relative (et du ou des modes optiques correspondants) en évitant les couches fortement dopées. [0067] Bien que l'invention ait été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la des- cription ci-dessus, de telles illustrations et description doivent être considérées comme données à titre illustratif ou d'exemple et non restrictives. [0068] A la lecture de la présente description, d'autres modifications apparaîtront à l'homme du métier. De telles modifications peuvent impliquer d'autres caractéristiques qui sont déjà connues dans la technique et qui peuvent être utilisées à la place ou en plus des caractéristiques déjà décrites ici. [0069] Les variations des modes de réalisation décrits peuvent être comprises et effectuées par l'homme du métier, à partir d'une étude des dessins, de la description et des revendications annexées. Dans les revendications, le mot « comprenant » n'exclut pas d'autres éléments ou étapes, et l'article indéfini « un » ou « une » n'exclut pas une pluralité d'éléments ou d'étapes. Le simple fait que certaines caractéristiques soient citées dans des revendications dépendantes différentes l'une de l'autre ne signifie pas qu'une combinaison de ces mesures ne peut être exploitée de manière avantageuse. 17 [0070] Aucun signe de référence dans les revendications ne doit être interprété comme en limitant la portée. Liste des signes de référence [0071] - 100 dispositif de VCSEL [0072] 105 premier contact électrique [0073] 110 substrat [0074] 112 structure de lentille 112 [0075] 115 premier réflecteur de Bragg distribué [0076] 120 couche active [0077] 123 couche de confinement de courant [0078] 124 zone d'émission de lumière [0079] 125 phototransistor bipolaire à hétérojonction distribuée [0080] 127 couche d'étalement de courant [0081] 128 zone active [0082] 130 deuxième réflecteur de Bragg distribué [0083] 132 structure de guidage [0084] 135 deuxième contact électrique [0085] 300 capteur optique [0086] 310 fenêtre de transmission [0087] 315 lumière laser émise [0088] 317 lumière laser réfléchie [0089] 319 signal de contrôle [0090] 320 circuit de commande [0091] 350 photodétecteur [0092] 360 évaluateur [0093] 380 dispositif de communication mobile [0094] 410 étape de fourniture d'un substrat [0095] 420 étape de fourniture d'un premier réflecteur de Bragg distribué [0096] 430 étape de fourniture d'une couche active [0097] 440 étape de fourniture d'un deuxième réflecteur de Bragg distribué [0098] 450 étape de fourniture d'un premier contact électrique [0099] 460 étape de fourniture d'un deuxième contact électrique [0100] 470 étape de fourniture d'une structure de guidage. 18 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31