CH320929A - Cathode thermionique pour dispositif à décharge électronique - Google Patents

Cathode thermionique pour dispositif à décharge électronique

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CH320929A
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Macnair Donald
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Western Electric Co
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02Main electrodes
    • H01J1/13Solid thermionic cathodes
    • H01J1/20Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
    • H01J1/28Dispenser-type cathodes, e.g. L-cathode

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  • Solid Thermionic Cathode (AREA)

Description


  Cathode     thermionique    pour     dispositif    à décharge     électronique       La présente invention a pour objet une  cathode     thermionique    pour un dispositif à dé  charge électronique, notamment à vide très  poussé.  



  Ainsi que l'on sait, la partie la. plus impor  tante de tous les dispositifs à décharge élec  tronique est la cathode. Les principaux fac  teurs qui déterminent les caractéristiques des  cathodes sont les courants électroniques qu'el  les peuvent émettre, les tensions nécessaires  pour obtenir des courants déterminés et la  durée de vie des cathodes.  



  Les cathodes     thermioniques    actuellement  employées sont le plus souvent constituées par  un support sur lequel est déposée une couche  d'une substance apte à émettre des électrons.  Pour qu'elle fonctionne, la cathode est chauf  fée à une température élevée qui, la plupart  du temps, dans le cas de cathodes du type à  revêtements d'oxydes, est de l'ordre de     800()    C.  



  Dans les cathodes de type connu, la densité  maximum de courant qu'on peut obtenir pour  un fonctionnement continu est relativement  basse; c'est-à-dire de l'ordre de 500     mA    par       cm2    de surface cathodique, pour les cathodes  à oxydes. Ainsi que l'on sait, dans les disposi  tifs à décharge dans un vide poussé, le courant  électronique est déterminé par la loi de     Child,     selon laquelle le courant est proportionnel à    la puissance 3/2 de la tension efficace d'accélé  ration qui agit sur la cathode. De plus, la réali  sation de courants de cet ordre de grandeur       exige    l'emploi de champs élevés à la cathode.

    Il s'ensuit que la     pervéance    est basse, la     per-          véance    étant définie par le rapport  
EMI0001.0014     
    où 1 est le - courant électronique en Ampères  et V est' la tension d'accélération, en- Volts  efficaces, qui agit sur la cathode. Dans les  structures de type connu de bonne construc  tion, on a obtenu des     pervéances    variant de 1  à     2.10-s    environ.  



  Dans un certain nombre de dispositifs à  décharge électronique, notamment dans les dis  positifs du type à rayons cathodiques ou à  faisceau électronique, il est souvent désirable  que le faisceau possède une particulière confi  guration et ait une direction donnée. Par  exemple, dans quelques tubes à onde     progres=     cive et dans les     klystrons,    il est     avantageux     que le faisceau ait la forme d'un     cylindre     creux. De même, dans     différents    dispositifs à  décharge, il peut être désirable d'avoir des  faisceaux parallèles, convergents ou diver  gents.

   En outre, dans d'autres dispositifs, on  exige des faisceaux à section circulaire ; dans      d'autres, le faisceau doit     avoir    une section rec  tangulaire. De tels faisceaux présentant diffé  rentes configurations et directions ont été ob  tenus jusqu'à ce jour, mais leur     réalisation    a  exigé l'emploi de structures complexes pour  les électrodes ou de dispositifs compliqués de       focalisation    et de     collimation,    ou les deux en  même temps.  



  La présente invention a pour but d'amélio  rer les caractéristiques des cathodes     thermioni-          ques    par rapport à celles de. type connu.  



  Selon     l'invention,    la cathode     thermionique     pour dispositif à décharge électronique dans  un vide poussé comprenant un corps creux  dont au moins une partie de la surface inté  rieure est recouverte d'une substance suscepti  ble d'émettre des électrons, est caractérisée en  ce que ledit corps est pratiquement fermé, à  l'exception d'au moins une ouverture pour la  sortie des électrons dont la dimension trans  versale minimum -est de 0,25 mm et qu'au  moins les parties de ladite surface intérieure  adjacentes à l'ouverture sont recouvertes d'une  substance susceptible d'émettre des électrons.  



  Cette disposition peut permettre non seu  lement d'augmenter la densité de courant     ther-          mionique    de la cathode, mais encore de réali  ser une émission qui ne soit pas limitée par la  loi     Child,    et d'accroître la     pervéancé    du dis  positif électronique dans lequel la cathode est  montée.  



  De plus, la construction de l'ensemble ca  thodique émetteur d'électrons peut être simpli  fiée et la production de faisceaux électroniques  ayant des configurations et des directions déter  minées peut être rendue plus aisée.  



  Le     dessin    annexé représente, à titre d'exem  ple, quelques formes d'exécution de la ca  thode faisant l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une élévation d'un dispositif  à décharge électronique comprenant une     forme     d'exécution de la     cathode        thermionique     la     fig.    2 est une coupe diamétrale de la  cathode du dispositif de la     fig.    1 ;  la     fig.    3 est une vue, à échelle agrandie,  d'une partie de la cathode de la     fig.    2 ;    la     fig.    4 est un     diagramme    représentant la  caractéristique d'émission électronique d'une  forme d'exécution de la cathode ;

    la     fig.    5 est une coupe longitudinale d'une  autre forme d'exécution de la cathode ;  la     fig.    6 est une coupe longitudinale d'une  autre forme d'exécution ;  la     fig.    7 illustre une forme d'exécution  comprenant un orifice rectangulaire pour  l'émission d'électrons ;  la     fig.    8 est une coupe partielle transver  sale d'une autre forme d'exécution comprenant  un orifice rectangulaire pour l'émission d'élec  trons ;  la     fig.    9 est une coupe longitudinale d'une  forme d'exécution munie d'une électrode auxi  liaire ;  la     fig.    10 est une coupe longitudinale d'une  autre forme d'exécution également munie  d'une électrode     auxiliaire    ;

    la     fig.    11 est une élévation, en coupe par  tielle, d'un, dispositif à décharge électronique  comprenant une autre forme d'exécution de la  cathode ;  la     fig.    12 montre une coupe en perspective  de la cathode de la     fig.    11 ;  la     fig.    13 est un diagramme représentant  la variation du courant émis par la cathode  sphérique creuse de la     fig.    12, en fonction des  tensions de plaque ;  la     fig.    13A montre, à une échelle plus  grande, une partie du diagramme de la     fig.    13 ;  la     fig.    14 est une coupe d'une cathode com  prenant une paire d'ouvertures pour l'émission  des faisceaux ;

    la     fig.    15 est une élévation d'une forme  d'exécution comprenant une cavité toroïdale ;  la     fig.    16 est une perspective de la forme  d'exécution de la     fig.    15 ;  la     fig.    17 est le plan d'une autre forme  d'exécution comprenant une cavité toroïdale ;  la     fig.    18 est une vue en perspective de la  forme d'exécution de la     fig.    17 ;      la     fig.    19 est une coupe en perspective  d'une cathode sphérique creuse     éomprenant     une électrode     auxiliaire    ;

    la     fig.    20 est la perspective d'une coupe  d'une cathode sphérique creuse et d'une élec  trode auxiliaire cylindrique  la     fig.    21 est une élévation, en coupe par  tielle, d'un dispositif à décharge électronique  comprenant une forme d'exécution de la ca  thode ;  la     fig.    22 est le plan de la cathode et de  la partie     chauffante    du dispositif illustré à la       fig.    21  la     fig.    23 est un     diagramme    représentant  les caractéristiques d'émission électronique de  la cathode de la     fig.    21 ;

    la     fig.    24 est un diagramme représentant  la relation entre les caractéristiques d'émission  individuelles des orifices de la cathode de la       fig.    21 ;  la     fig.    25 est une coupe longitudinale d'une  cathode cylindrique creuse ;  la     fig.    26 est une coupe partielle d'une  autre forme d'exécution; et  la     fig.    27 est une coupe longitudinale d'un  dispositif de décharge électronique comprenant  une autre forme encore de la cathode.  



  En se référant à la     fig.    1, le dispositif à.  décharge électronique comprend généralement  une enveloppe 10 à vide poussé qui renferme  un ensemble d'électrodes comprenant une  anode, ou électrode accélératrice 11, et une  cathode 12. La cathode 12 comprend un cy  lindre creux 13, par exemple en nickel, qui est  complètement fermé, à l'exception d'un ori  fice 14. La surface intérieure du     cylindre    13  délimite une cavité 15 dont les parois sont  revêtues d'une couche 16 d'une substance  émissive apte à émettre des électrons. La cou  che 16 de substance émissive, telle qu'une mix  ture d'oxydes de     barium,    de strontium et de  calcium, couvre pratiquement toute la     surface     intérieure du cylindre 13.

   L'émission électro  nique de la cathode sort par l'orifice 14 qui    met en communication la cavité 15 et la sur  face extérieure de la cathode. ,  Un élément de     chauffage    17 qui, dans le  cas représenté, est une résistance hélicoïdale,  est monté à l'extrémité du cylindre 13 opposée  à l'ouverture 14, de manière à transmettre la  chaleur à la cathode. L'élément chauffant 17  est entouré d'un manchon de protection 18 en  métal, par exemple en nickel, qui forme un  écran contre la chaleur et assure le chauffage  efficace du cylindre 13, et la     cathode    12 est  elle-même renfermée dans un écran 19 de la:  même matière que celle de l'écran 18.  



  L'anode 11 est située en regard de l'orifice  14. Par exemple, dans une forme particulière  d'exécution, l'anode était située à 0;095 cm du  cylindre 13. L'anode est un disque circulaire  monté à une distance convenable de l'enve  loppe 10. Des moyens avantageux de montage  pour chacune des électrodes sont des fiches  terminales passant à travers l'enveloppe 10.  



  Le     cylindre    13 de la     fig.    1 est montré plus  clairement sur la     fig.    2.     Il    comprend une ca  vité cylindrique 15, une couche 16 de subs  tance émissive recouvrant les parois limitant  la cavité 15, et un orifice central 14 pratiqué  dans une paroi. Le cylindre 13, qui, pour ren  dre la figure plus claire, est     dessiné    à une  échelle agrandie, a en réalité un diamètre  maximum de 0,375 cm, une hauteur de  0,15 cm et une épaisseur de paroi de l'ordre  de 0,0125 cm. L'orifice 14 est circulaire, avec  un diamètre de 0,050 cm.

   Le diamètre de  l'orifice 14 peut varier entre les limites de 5  à     40        %        du        diamètre        de        la        cavité,        avec        une     valeur minimum de l'ordre de 0,025 cm, tout  en permettant l'accroissement de l'émission de  cette cathode creuse. Par exemple, dans une  cathode ayant les dimensions précisées     ci-          dessus,    l'orifice pourra avoir un diamètre com  pris entre 0,025 et 0,14 cm tout en assurant  les caractéristiques supérieures de fonctionne  ment de la cathode creuse.  



  Dans le cas de la cathode creuse compre  nant des cavités ou des ouvertures non circu  laires, on obtient une émission électronique  accrue lorsque la surface de l'ouverture est de           l'ordre        de    5 à     40        %        de        la        surface        de        la        pro-          jection    de la cavité sur le plan de l'ouverture.  



  Bien que le diamètre de l'orifice puisse va  rier dans de larges limites, il a été trouvé que  lorsque le diamètre de     l'orifice    est dans un  certain rapport avec sa longueur, c'est-à-dire  avec l'épaisseur de la paroi de la .cathode, cer  taines caractéristiques du faisceau électronique       émis    par la cathode peuvent être contrôlées.  Lorsque le diamètre D d'un     orifice    circulaire  14 est plus     grand    que sa longueur L, la ca  thode produira un faisceau creux d'électrons  dont le diamètre extérieur est pratiquement  égal au diamètre D de-l'orifice. D'autre part,  lorsque le diamètre D de l'orifice est inférieur  à sa longueur L, le faisceau obtenu est plein.

    La relation peut être exprimée de la manière  suivante : si     D/L   <I>> 1,</I> on obtient un faisceau  creux, et si     D/L   <I> <  1,</I> le faisceau produit est  plein. Les expressions   creux   et   plein    sont employées -pour indiquer,     dans    le premier  cas, que toute l'énergie électronique est trans  portée dans un faisceau à section annulaire,  tandis que la dernière expression indique que  l'intensité du faisceau est pratiquement uni  forme sur toute sa section transversale.

   Dans  une cathode     particulière,    par exemple, ayant  un diamètre maximum de 0,375 cm, une épais  seur de paroi de 0,0125 cm, et un orifice avec  un diamètre de 0,1 cm, le faisceau produit était  nettement creux, le rapport     DIL    étant égal à 8  dans ce cas. Le diamètre intérieur du fais  ceau creux était environ 0,8 fois le diamètre  extérieur.  



  La     fig.    3 représente, à échelle agrandie,  une partie de la cathode de la     fig.    2 et montre  une partie de la paroi     cylindrique    12, la cou  che émissive 16 et les paramètres D et L.  



  La     fig.    4 est la caractéristique     tension-          courant    de l'émission électronique obtenue de  la cathode creuse construite selon les     fig.    1, 2  et 3, fonctionnant aux températures de  700- C, 750- C,'     800o    C et 8500 C respective  ment. Dans le fonctionnement à 7000 C, qui  est bien au-dessous des températures usuelles  des cathodes à oxydes de type usuel, une émis  sion comprise entre 1 et 2     Ampères    par     cm2     d'orifice-est facilement obtenue.

   Si la cathode    fonctionne entre les mêmes limites de tempé  ratures que celles des cathodes à oxydes de  type usuel, une émission de 4 à 5 Ampères  par     cm2    peut être obtenue de manière conti  nue de la cathode. Cette dernière émission  constitue une amélioration de 8 à 10 fois par  rapport à la caractéristique d'émission des ca  thodes de type     connu.     



       Il    y a lieu de remarquer, particulièrement,  en examinant la     fig.    4, que la caractéristique  tension-courant, notamment pour les plus hau  tes températures de fonctionnement,, devient  presque linéaire entre de vastes limites du po  tentiel. Pour le     fonctionnement    à 8500 C, par  exemple, la caractéristique comprend deux par  ties pratiquement     linéaires,    à pentes légèrement  différentes, une de ces parties étant comprise  entre 0 et 200 Volts environ et l'autre s'éten  dant au-dessus de 200 Volts.  



  Outre l'émission élevée obtenue, la     per-          véance,    telle qu'elle a été définie précédem  ment, des cathodes creuses représentées est de  l'ordre de 10 à     100.10-6,    tandis que la per  véance des cathodes à oxydes généralement  employées est de 1 à     2.10-E,    tout au plus.

   La       pervéance    des cathodes décrites ci-dessus, pour  un potentiel d'accélération compris entre 0 et  5 Volts, atteint la valeur élevée de     100.10-6,     tandis que pour ces basses valeurs de la ten  sion d'accélération les cathodes de type connu  ont une valeur de     pervéance    extrêmement  basse, par exemple     0,1.10-s.    La caractéristi  que de haute     pervéance    de la cathode décrite  ci-dessus pour les basses valeurs du potentiel  d'accélération étend     1a_    gamme utile des catho  des pour permettre le fonctionnement à basse  tension des cathodes.

   Dans la gamme usuelle  des potentiels anodiques de 60 à 500 Volts, ces  cathodes maintiennent une     pervéance    de  10     .10-s    et même plus.  



  Dans chacune des formes d'exécution dé  crites ci-dessus, les parois de l'orifice sont pa  rallèles à l'axe du faisceau d'électrons. Sur les       fig.    5 et 6, l'orifice d'émission électronique n'a  pas les parois parallèles. Dans une forme  d'exécution, les parois de     l'orifice    divergent  vers l'extérieur du     cylindre    cathodique et, dans  une autre forme d'exécution, elles convergent      vers l'extérieur du     cylindre    cathodique. La       configuration    de l'orifice cathodique peut être  utilisée pour accroître l'action des moyens. de  contrôle électrostatique du faisceau, après que  celui-ci a quitté l'orifice de la cathode.

   Il n'est  donc pas nécessaire d'avoir une électrode for  matrice du faisceau dans la cathode creuse,  car cette     dernière    produit déjà un faisceau  électronique à haute intensité bien formé.  



  A la     fig.    5, le cylindre 13 comprend une  cavité intérieure 15 entourée par les parois du  cylindre qui sont revêtues d'une couche 16 de  substance émissive. Une ouverture tronconi  que met en communication la     cavité    et l'exté  rieur de la cathode selon un angle divergent  par rapport à la     direction    de propagation du  faisceau. L'ouverture divergente 24 permet que  le faisceau soit focalisé ou convergé. A la     fig.    6  le cylindre 13, comprenant la cavité 15 et le  revêtement émissif 16, présente une ouverture  25 qui est convergente par rapport à la direc  tion de     propagation    du faisceau électronique.

    Dans cette forme d'exécution, l'ouverture 25  facilite la focalisation ou la divergence du  faisceau électronique.  



  A la     fig.    7, un cylindre 13     délimite    une  cavité 15 ayant une couche émissive 16 sur les  parois intérieures et une ouverture 26 de forme  rectangulaire. Dans un cas particulier, la plus  grande dimension A de l'ouverture 26     (fig.    8)  était de 0,625 cm et la plus petite dimension B  était de 0,175 cm, tandis que l'épaisseur du  cylindre 13 était de l'ordre de 0,0125 cm.  Lorsqu'elle est chauffée, cette cathode produit  un faisceau électronique de section rectangu  laire. De même que pour le cas d'une cathode  à ouverture circulaire, la configuration du fais  ceau électronique émis par une ouverture rec  tangulaire     dépénd    du rapport entre ses dimen  sions.

   Dans ce cas, lorsque la plus petite di  mension<I>B</I> est supérieure à la longueur<I>L</I> de  l'ouverture, il se produit un faisceau creux rec  tangulaire. Si, au contraire, la plus petite di  mension B est inférieure à la longueur L, le  faisceau rectangulaire est plein. La relation  peut s'exprimer de la façon suivante : si       BIL   <I>> 1,</I> le faisceau rectangulaire obtenu est  creux ; si     BIL   <I> < </I> 1, le faisceau rectangulaire    obtenu est plein. La plus     grande    dimension     B'     de l'ouverture 26     détermine    la plus grande di  mension du faisceau électronique rectangulaire,  qu'il soit creux ou     plein.     



  Dans chacune des formes d'exécution dé  crites précédemment, toute la surface du cy  lindre cathodique entourant la cavité est re  vêtue d'une substance émissive. Sur la     fig.    8  est représentée une coupe transversale d'une  forme de réalisation semblable à celle de la       fig.    7. Le cylindre 13     délimitant    la cavité 15.  est revêtu à l'intérieur d'une couche 16 de  substance     émissive,    et présente une ouverture  rectangulaire 26.

   La couche     émissive    16, qui  recouvre l'extrémité fermée et la paroi inté  rieure     cylindrique    du     cylindre    13, se prolonge  en formant deux bandes à travers la paroi ou  verte du cylindre 13, perpendiculairement à la  plus grande dimension de l'ouverture 26, mais  de largeur inférieure à cette     dimension,    de ma  nière que la surface intérieure adjacente aux  extrémités de l'ouverture 26 soit libre de revê  tement     émissif.        Il    s'ensuit que le rapport     B/L     est inférieur à 1 et que le faisceau électronique  est plein,

       tandis    que pour un rapport     BIL    su  périeur à 1 il se, produit une paire de feuillets  plans d'électrons, séparés entre eux. Chaque       feuillet    d'électrons est émis le long de chacun  des plus grands côtés de l'ouverture 26.  



  La     fig.    9 illustre une autre forme d'exécu  tion de la cathode. Dans ce cas, le cylindre 13  délimite la cavité 15, revêtue intérieurement  d'une couche 16 de substance     émissive,    et  comprenant l'ouverture 27. Le     cylindre    13  comprend en outre une     électrode-écran    30  montée à l'intérieur du cylindre 13, en face dé  l'ouverture 27. L'électrode 30 est supportée à  l'intérieur du cylindre 13 par un anneau 31 en  matière     isolante,    par exemple en céramique, et  pour servir à     différentes    fonctions, entre au  tres à fonctionner comme une grille de com  mande avec des moyens appropriés pour l'en  trée du signal.

   L'électrode 30 est dans une  position avantageuse pour le contrôle des fais  ceaux d'électrons passant à travers l'ouverture  27. Dans la forme d'exécution illustrée à la       fig.    9, la cathode, formée par le cylindre 13,  par le revêtement émissif 16, par l'ouverture      27 et par l'électrode de     commande    30, et as  sociée à une anode, comprend les électrodes  voulues pour une triode d'un tube à vide.  



  L'électrode 30 peut fonctionner comme  une grille de     commande    pour un signal modulé  de type usuel, et dans ce cas elle peut être pola  risée négativement par rapport au cylindre en  tourant la cathode. L'électrode 30 peut être  polarisée au moyen d'un conducteur isolé, non  représenté, passant à travers la paroi du cy  lindre 13.  



  La     fig.    10 représente une autre forme  d'exécution de l'électrode     auxiliaire,    disposée  à     l'intérieur    du     cylindre    creux cathodique.  Dans cette forme d'exécution, le cylindre 13,       délimitant    la cavité 15 entourée par la surface  intérieure du     cylindre    13 et par la couche 16  de substance émissive, comprend l'ouverture  28 et renferme également une tige 33 suppor  tée     coaxialement    à l'intérieur -du cylindre 13       par    le support isolant 34. Un élément chauf  fant 35 comprend une série de spires de fil  résistant enroulé autour du cylindre 13.

   Un  écran contre la chaleur, non représenté, peut  être formé par un tube enveloppant le cylin  dre 13 et l'élément chauffant 35. La tige 33  se termine par une pointe à     l'intérieur    du cy  lindre 13, au voisinage de l'ouverture 28. Des  électrodes     auxiliaires    ayant la forme indiquée  à la     fig.    10 peuvent être employées de la même  manière que celle indiquée à la     fig.    9,     c'est-à-          dire    comme une grille de     commande    semblable  à l'écran de la     fig.    9, ou bien elles peuvent  être employées pour augmenter l'intensité élec  tronique autour de l'orifice.

   Dans ce dernier  cas, elles sont maintenues à un potentiel légè  rement positif par rapport à la cathode; de  manière que les électrons soient attirés vers  l'électrode 33 et, de là, vers l'anode.  



  La     fig.    11 montre un dispositif à décharge  électronique semblable à celui de la     fig.    1. Ce  dispositif comprend une enveloppe à vide 110  qui contient une anode     11"1    et une cathode in  diquée d'une manière générale par 112. La  cathode 1-12 est     constituée    d'un cylindre creux  113 qui, dans le cas représenté, comprend une  cavité sphérique et un orifice 114, en regard  de l'anode 111.    L'intérieur du cylindre 113, la cavité 119  et la couche de substance émissive 120 sont  clairement visibles sur la     fig.    12, qui est une  coupe longitudinale du     cylindre    113.

   La cou  che 120 de substance     émissive    couvre prati  quement toute la surface sphérique     interne    du  cylindre 113. L'émission d'électrons à travers  l'orifice 114 forme un flux électronique à  haute intensité, de l'ordre de 1 à 5 A par     cm2     et     même    plus, selon la température à laquelle  la cathode fonctionne.

   Des densités du fais  ceau électronique supérieures à 1 A par     cm2     sont obtenues, avec les cathodes décrites, à  une température de l'ordre de 7500 C,     c'est-à-          dire    à une température inférieure d'au moins       5.0o    aux températures de fonctionnement des  cathodes à oxydes de type usuel. Naturelle  ment     l'émission    électronique augmente<B>*</B> avec la  température de la cathode et l'on peut obtenir  une émission fortement accrue en faisant fonc  tionner la cathode à une température d'envi  ron     900()    C.  



  Les     fig.    13 et 13A représentent des dia  grammes montrant d'autres courbes caractéris  tiques des cathodes décrites précédemment. Ces  diagrammes montrent la densité du faisceau  électronique d'une cathode creuse sphérique  ayant un diamètre de 0,63 cm et un     orifice    cir  culaire de 0,025 cm de diamètre. La variation  du courant anodique Il, par rapport au poten  tiel anodique<B>El,</B> est montrée par la courbe de  la     fig.    13, dans le cas où la cathode fonctionne  à une température comprise entre 800 et       850o    C.  



  Comme ordonnées du diagramme de la       fig.    13, on a porté les puissances 2/3 des va  leurs du courant de plaque     IF"    de sorte que  la     pervéance,    qui est définie par le rapport du  courant anodique h, en Ampères à la     puissance     3/2 de la tension anodique en Volts, est indi  quée par la pente des parties linéaires des  courbes caractéristiques de l'émission.

   La  courbe caractéristique     d'émission    de la cathode  creuse sphérique comprend pratiquement trois  parties linéaires à pentes     décroissantes.    La  première région d'émission,     indiquée    sur la  figure par la partie I, a la plus grande pente,  correspondant à une     pervéance    de l'ordre de           100.10-E.    Cette région 1 est représentée à une  échelle     agrandie    sur la     fig.    13A, qui montre  la caractéristique de basse tension à une  échelle plus grande.

   A la suite de cette région       initiale,    qui comprend des potentiels anodiques  jusqu'à l'ordre de 10 Volts, une seconde ré  gion linéaire de la courbe d'émission est indi  quée par 11. La pente de cette seconde région  est     moindre    que     celle    de la     région        initiale,     mais correspond à une     pervéance    et à un cou  rant anodique bien supérieurs aux valeurs dé  terminées par la loi de     Child.    Une troisième  région<I>III</I> s'étend vers le haut, et sa pente, in  férieure à celle -de la région<I>II,</I> est comprise à  partir des potentiels anodiques de l'ordre de  150 Volts.  



  La ligne     pointillée    de la     fig.    13 montre la  courbe caractéristique     d'émission    d'une ca  thode à revêtement extérieur de type connu;  donnant une émission électronique continue.  La courbe est caractérisée par une partie li  néaire s'étendant vers le haut jusqu'à un coude  supérieur - correspondant à une émission de  l'ordre de 2 à 3     A/cm2,    ou moins encore. La  partie linéaire de cette courbe indique le fonc  tionnement     limité    à charge spatiale de la ca  thode jusqu'au coude supérieur indiqué par S,  où a lieu la saturation, c'est-à-dire que l'anode  reçoit tous les électrons émis par la cathode.

    Au delà du point S, des accroissements du po  tentiel anodique n'ont presque plus d'effet sur  l'émission de la cathode, ainsi qu'il résulte de  la pente de la courbe, presque parallèle à l'axe  des tensions. Dans la région du point de sa  turation S, une cathode à oxydes de type usuel  devient généralement inactive, probablement à  cause des     émissions    de l'anode, et     l'émission     tombe alors rapidement. Le point où ce phé  nomène a lieu dépend de plusieurs facteurs en  core inconnus, ce qui est indiqué sur la     fig.    13  par des flèches dirigées vers l'axe des tensions.  



  En comparant les courbes d'émission de la  cathode creuse sphérique et de la. cathode à  oxydes de type usuel, on peut noter d'impor  tantes différences. Tout d'abord, l'émission  d'une cathode creuse sphérique est de beau  coup supérieure à celle d'une cathode usuelle,  pour toutes les valeurs du potentiel anodique.    Ensuite, entre les     limites    de potentiel de fonc  tionnement normal, ces valeurs     diffèrent    d'un  facteur qui est égal à 2, ou même plus.     Dans     chacune des parties linéaires de la courbe  d'émission de la cathode creuse sphérique,  cette courbe ne présente aucun point de brus  que saturation, mais au contraire la troisième  région linéaire se raccorde à la deuxième région  par une courbe à grand rayon.

   Une autre dif  férence importante     e8tre    les deux courbes  d'émission est     que,-dans    le cas de la cathode  creuse sphérique, il n'y a pas de région d'inacti  vité produisant une chute de l'émission. Lors  que le potentiel anodique est augmenté, dans  la troisième région, jusqu'à une valeur de 1400  Volts et même plus, le courant anodique aug  mente uniformément. Ainsi, par exemple, dans  un cas     particulier,    le potentiel anodique a été  porté jusqu'à 3000 Volts sans provoquer l'in  activité de la cathode.  



  La remarquable courbe     d'émission    de la  cathode creuse sphérique est due, croit-on, à  une perturbation de la relation de la charge  spatiale normale entre l'anode et la cathode à  oxydes entièrement exposé. Dans la région Ï,  où le potentiel anodique varie de 0 à<B>10</B> V, on  suppose qu'il     existe    une région de charge spa  tiale entre l'orifice de la cathode creuse sphé  rique et l'anode et qu'il     existe.    également     une     région     spatiale    à l'intérieur de la cavité sphé  rique de la cathode.

   Les électrons émis par les  parties du revêtement au voisinage de     l'orifice     sont en présence d'une composante du champ  d'accélération qui tend à les éloigner de l'ori  fice, de sorte qu'ils ne peuvent pas s'ajouter à  la charge     spatiale    à     l'intérieur    de     l'électrode.     Le renouvellement de cette charge lorsque le  courant est tout d'abord extrait doit alors être  exécuté par la partie postérieure de la cathode.

    Les électrons sortant de     l'orifice,    et qui ont été  émis à la partie postérieure, doivent appartenir  à     l'extrémité    à haute vitesse de la     distribution     de     Maxwell    et, par conséquent, l'émission       d'électrons    est bien supérieure à celle détermi  née par la loi de     Child,    qui suppose une vi  tesse initiale nulle des électrons.

   Dans la région  11 de potentiel anodique compris entre 10 et  150 Volts des parties formant la seconde par-      de linéaire de la courbe, on suppose que le  champ d'accélération de l'anode pénètre dans  la cathode à travers l'orifice, en provoquant  l'attraction vers l'anode des électrons ayant  une basse vitesse initiale et augmentant l'émis  sion électronique à une     pervéance    légèrement  inférieure.

   Dans la partie linéaire<I>111</I> de la  courbe caractéristique d'émission, la pénétra  tion du champ d'accélération dans la cathode  est plus sensible, et des     parties    de la surface  d'émission qui entourent l'orifice fonctionnent,  croit-on, à température     limitée,    de manière à  présenter     ùne    surface     d'émission    libre de charge  spatiale.     Afin    d'étendre les     possibilités    de       pleine    émission de la cathode creuse sphéri  que, notamment dans la troisième région li  néaire, il est avantageux que les parties de la  cavité entourant chaque orifice soient revêtues  de substance émissive.  



  Un bombardement de la couche émissive  par les particules émises par l'anode est rendu  pratiquement impossible dans la cathode  creuse sphérique, puisque seulement une ré  gion relativement petite de la couche émissive  est exposée à l'anode. Grâce à la configuration  creuse et sphérique de la cathode, chaque ion  positif libéré à l'intérieur de la cavité, par  exemple par des impuretés de la couche     émis-          sive,    est maintenu dans la cavité et tend à       neutraliser    la charge spatiale à l'intérieur de  la cathode, augmentant ainsi l'émission     électro-          -nique.    De cette manière, le résultat nuisible,

    c'est-à-dire l'inactivité de la cathode provo  quée par les émissions anodiques comprenant  les ions positifs, est pratiquement     éliminé,    tan  dis que les ions positifs libérés à l'intérieur de  la cathode sont     utilisés    pour améliorer l'émis  sion électronique.  



       L'explication    donnée ci-dessus des phéno  mènes qui régissent le fonctionnement de la  cathode creuse sphérique a tout simplement un  caractère indicatif.  



  Dans une autre forme d'exécution, repré  sentée à la     fig.    14, la cathode creuse sphéri  que comprend le cylindre 113, qui entoure une  cavité sphérique 119. Un élément chauffant  128 entoure     le.    cylindre 113. La surface à l'in  térieur du cylindre délimitant la cavité est    revêtue d'une couche 120 de substance     émis-          sive.    Deux orifices, 114 et 124, diamétrale  ment opposés sur le cylindre, mettent en com  munication les parties opposées de la cavité  et l'extérieur du cylindre 113. Extérieurement  aux ouvertures 114 et -124 sont disposées les  anodes 111 et 121, respectivement.

   Les ano  des 111 et 121 sont individuellement polari  sées par rapport au     cylindre,    et chacune d'el  les attire un faisceau électronique de son ou  verture respective. L'intensité du     faisceau    élec  tronique sortant de l'ouverture 114 dépend. de  la tension     d'accélération        appliquée    à l'anode  111. De façon analogue, l'intensité du faisceau  . électronique sortant de l'ouverture 124 dépend  de la tension d'accélération appliquée à  l'anode. 121. Le faisceau électronique sortant  de chaque ouverture est indépendant de la ten  sion ou des variations de tension de l'anode  éloignée.

   De cette façon, on peut obtenir avec  une seule cathode une paire de faisceaux élec  troniques à haute intensité et contrôlables in  dépendamment.  



  En se rapportant maintenant aux     fig.    15  et 16, qui représentent une autre forme d'exé  cution, un corps creux 150 présente une ou  verture centrale 151. L'intérieur du corps 150  est une cavité toroïdale 152 à section circulaire  représentée plus clairement à la     fig.    16. La  cavité 152 est limitée par une surface du corps  150, sur laquelle une couche 153 de substance  émissive a été appliquée. Un orifice annulaire  154 met en communication la cavité 152 et  l'ouverture 151. Un élément chauffant 155,  comprenant un certain nombre     de.spires    en  roulées autour de la paroi cylindrique du  corps 150, est entouré par un écran 156.

    L'anode 157 est située au voisinage d'une face  du corps 150, dans une position appropriée  pour recevoir les électrons émis par l'ouverture  151. Dans cette forme d'exécution, une surface  émissive très large est située à l'intérieur du  corps 150 de la cathode. La surface toroïdale  émissive 153 est presque complètement pro- .       tégée    contre les émissions nuisibles de l'anode  157. En effet, aucune de ses parties n'est ex  posée directement vers l'anode. Les électrons  émis sous     l'influence    du champ accélérateur de      l'anode sont facilement formés en un faisceau  à travers l'ouverture 151.

   Des particules émi  ses par l'anode,     notamment    les ions positifs  ayant une masse très grande par rapport à  celle des électrons, ne peuvent pratiquement  pas trouver un chemin pour arriver à la cou  che émissive à l'intérieur de la cathode. Au  contraire, elles heurtent contre la surface émis=       sive    extérieure du corps 150 ou passent com  plètement par ouverture 151 ; dans un cas  comme dans l'autre, il n'y a aucun effet nuisi  ble sur la couche émissive 153.  



  Les     fig.    17 et 18 illustrent une autre forme  d'exécution de la cathode creuse sphérique à  forme toroïdale. La cathode comprend un  corps creux 170 qui     délimite    une cavité     to-          roïdale    171, dont la surface est recouverte  d'une couche 172 de substance émissive. La  cavité 171 est reliée à la surface extérieure du  corps 170 par     l'orifice    173 pratiqué sur la     face     174 du corps 170. Un élément chauffant 175,  formé par une série de spires de fil résistant,  est enroulé autour du corps 170 et est entouré  par l'écran 176.  



  Cette forme d'exécution de la cathode  creuse produit un faisceau électronique annu  laire qui est avantageusement     utilisé    dans des  dispositifs à vide poussé, notamment dans les  tubes à onde progressive à double     faisceau     électronique. La surface émissive du corps  creux a     l'avantage    d'être pratiquement proté  gée contre l'action nuisible des ions positifs,  tout en fournissant une haute émission élec  tronique en forme annulaire. Si l'on désire pro  duire une paire de faisceaux électroniques an  nulaires coaxiaux, les paramètres de l'orifice  173 doivent être choisis de manière que la dis  tance entre les parois délimitant l'orifice 173  soit supérieure à leur longueur.    Chaque faisceau électronique est adjacent.

    à une des parois de     l'orifice,    et les deux fais  ceaux sont séparés par une zone relativement  dépourvue d'électrons. Un seul faisceau creux  est obtenu avec un seul orifice 173 lorsque la  distance entre les parois de l'orifice est plus  petite que sa longueur. La relation entre les  paramètres de l'orifice pour obtenir des fais-         ceaux    électroniques à haute densité a été déjà  précisée plus haut.  



  La     fig.    19 montre une autre forme d'exé  cution de la cathode qui est semblable à celle  de la     fig.    12. Dans ce cas, le cylindre 113     dé-          termine    la cavité sphérique 119, dont les pa  rois sont recouvertes d'une couche 120 de subs  tance émissive, et qui est en     communication     avec l'extérieur au moyen de l'orifice 114. A  l'intérieur de la cavité sphérique 119 est mon  tée une électrode     auxiliaire    130, formée par  une grille et supportée par un anneau isolant  131.

   Des moyens de polarisation appropriés,       indiqués    sur la     fig.    19 pour     l'électrode    130,  sont constitués par un conducteur isolé qui tra  verse la paroi du cylindre 113 au voisinage de       l'anneau    131: Cette forme d'exécution permet  d'obtenir l'émission électronique de la cathode  sphérique creuse en général, et, au moyen de  l'électrode 130     fonctionnant    comme     grille    de  commande, elle permet de moduler d'une ma  nière     facile    le faisceau électronique.

   La     fig.    20  illustre une autre forme d'exécution de l'élec  trode     auxiliaire.    Le     cylindre    113     délimite    la  cavité 119, recouverte d'une couche 120 de  substance émissive, et présente une ouverture  114 qui met en communication la cavité 119  avec sa surface extérieure. Une tige métalli  que 135 supportée par un manchon isolant  136 est disposée dans la cavité 119 de manière  qu'une de ses     extrémités    arrive au voisinage  de l'ouverture 114.

   La tige 135 peut être uti  lisée de la même manière que la grille de la       fig.    19, c'est-à-dire comme une électrode de  modulation à l'intérieur de la cathode, ou bien  elle peut être employée comme une électrode  accélératrice,     maintenue    à un potentiel légère  ment positif par rapport au cylindre 113. La  tige 135; dans ce dernier cas, accroît l'émis  sion du complexe des électrodes en-attirant les  électrons     dans.    une position proche de l'ouver  ture 114; où le champ électrostatique     établi     par l'électrode accélératrice peut avoir un plus       grand    effet.

   La tige 135, si elle est recouverte  d'une couche de substance susceptible démet  tre des électrons secondaires, telle que l'oxyde  de     barium,    est soumise au bombardement des  électrons primaires émis par la couche 120      grâce à sa position appropriée au voisinage de  toute la couche émissive sphérique. Les élec  trons primaires émis par la tige 135 sortent  tous par l'ouverture 114 et constituent un fais  ceau électronique à haute intensité.  



  Sur la     fig.    21, on a représenté un dispositif  à décharge électronique comprenant une enve  loppe 210 à vide poussé, qui contient un corps  creux 211 comprenant la cavité 212. La sur  face intérieure du corps 211     délimitant    la ca  vité 212 est revêtue d'une couche 213 de subs  tance émissive. Un certain nombre d'orifices,  ou ouvertures, 216, 217 et 218 mettent en  communication la cavité 212 avec l'extérieur  du corps 211. Un élément     chauffant    220 com  prend une série de spires de fil résistant en  roulées autour du corps 211, et un écran con  tre la chaleur 221 entoure le corps 211 et  l'élément     chauffant    220.  



  Une série d'anodes électriquement     ind6pen-          dantes    226, 227 et 228 sont situées, chacune,  en regard d'un des orifices 216, 217 ou 218  du corps 211. Pour simplifier la figure, les ou  vertures 216, 217 et 218 ont été représentées  sur une seule ligne, de même que les anodes  226, 227 et 228.     Il    convient toutefois de re  marquer que ces ouvertures, ainsi que les ano  des respectives, peuvent être situées d'une ma  nière     différente    à l'intérieur de l'enveloppe  210.

   Chacune des anodes 226, 227 et 228 est  située de manière à pouvoir recevoir le fais  ceau     électronique    à haute intensité sortant de  son ouverture respective et traversant l'espace  entre l'ouverture et l'anode, sans influencer les  autres faisceaux électroniques ni les . autres  anodes.  



  La fi g. 22, qui est un plan de la cathode  de la     fig.    21, montre la face supérieure du  corps 211 avec les orifices 216, 217 et 218.  Des parties du revêtement 213 sont visibles à       travers    chacune des     ouvertures    et les positions  des anodes 226, 227 et 228 sont indiquées par  les     lignes    en     pointillé    entourant les ouvertures.

    Ainsi qu'il a été décrit précédemment, des  faisceaux électroniques continus à     hàute    inten  sité, de l'ordre de 1 à 5     A/cm2,    sont produits  par les cathodes creuses sur lesquelles la cou  che émissive est disposée sur la surface déli-    mitant une cavité interne, tandis que, dans les  cathodes à oxyde de type usuel, l'émission con  tinue maximum est approximativement de  500     mA.    Les cathodes représentées sont sus  ceptibles de produire des émissions élevées.

   Par  exemple, dans un cylindre creux, tel que celui  de la     fig.    22, comprenant trois orifices ayant  un diamètre de 0,050 cm, on peut obtenir, de  chaque orifice, un faisceau électronique de  1     A/cm2,    avec une tension de 120 V     appliquée     à chaque anode. L'émission totale de cette ca  thode est par conséquent de 3     A/cm2,    ce qui  représente un accroissement de 6 fois sur  l'émission des cathodes à oxydes de type usuel.  L'émission de chaque     orifice    est augmentée  selon un facteur égal à 2 par rapport à l'émis  sion des cathodes à oxydes de type usuel.  



  La     fig.    23 représente le diagramme de  l'émission électronique des trois ouvertures du  dispositif de la     fig.    21, lorsqu'un même poten  tiel variable est appliqué aux anodes 226, 227  et 228. Les courbes caractéristiques de l'émis  sion sont presque superposées. Les     différences     visibles entre les courbes doivent être attri  buées aux variations des dimensions des orifi  ces, aux différences des potentiels anodiques et  aux erreurs de mesure du courant anodique.  



  A part la grande intensité obtenue par cette  forme de cathode creuse, l'intensité du faisceau  de chaque orifice est pratiquement indépen  dante du potentiel ou des variations de poten  tiel des anodes associées à chacun des autres  orifices. Cette particularité est mise en évi  dence par le diagramme de la     fig.    24, où un  potentiel constant de 50 Volts a été maintenu  sur les anodes 226 et 227, tandis que le poten  tiel de l'anode 228 était porté de 0 à 200  Volts. L'émission de     l'orifice    218, indiquée par       IU,3,    a varié, dans cette gamme, selon un fac  teur 15, indiquant une caractéristique d'émis  sion représentée à la     fig.    23.

   L'émission des  orifices 216 et 217,     Iv,    et 11,2 respectivement,  soumis au potentiel constant de leurs anodes  relatives, est restée pratiquement constante à  une valeur d'environ 0,5.     A/cm2.    L'émission  des orifices 216 et 217 est complètement in  dépendante de l'émission de l'orifice 218 et du  champ établi par l'anode 228.      Grâce à la disposition décrite, une seule  cathode creuse. peut être employée pour pro  duire de nombreux faisceaux électroniques à  haute intensité, dont chacun peut être con  trôlé indépendamment des autres, et sur cha  que faisceau l'action des faisceaux adjacents est       négligeable    sur son émission.

   La cathode dé  crite peut être     utilisée    pour remplacer les nom  breuses cathodes individuelles dans les dispo  sitifs à faisceaux électroniques multiples, et  permet     d'obtenir    une simplification notable  dans la construction et une réduction de la puis  sance de chauffage nécessaire, ainsi qu'une  émission accrue -de la cathode.  



  La     fig.    25 représente une autre forme  d'exécution comprenant un tube cylindrique  251, fermé aux extrémités. La surface inté  rieure du corps 251 détermine une cavité 252,  et cette surface est revêtue d'une couche 253  de substance émissive. Sur les parois     cylindri-          ques    du corps 251 sont pratiquées des ouver  tures 254. Une anode     tubulaire    255 enveloppe  le corps 251 et est située de manière à pou  voir recevoir les électrons     émis    du tube 251  par les ouvertures 254. Un élément de chauf  fage 256 qui, dans l'exemple représenté, a la  forme d'une épingle à cheveux, s'étend à tra  vers l'intérieur du tube 251 et est isolé de ce  tube nu moyen des manchons 257.

   La cathode  présente une grande surface émissive délimi  tant une cavité à l'intérieur du corps creux.  Des ouvertures permettent la sortie des élec  trons émis par la couche 252. Celle-ci est  presque complètement protégée contre le bom  bardement des ions positifs émis par l'anode.  



  La forme d'exécution représentée permet  d'obtenir une émission électronique à haute  intensité dans une forme qui est particulière  ment apte à être employée dans les dispositifs  électroniques cylindriques ou tubulaires aplatis,  et notamment dans les tubes à vide de puis  sance.  



  En se rapportant maintenant à la     fig.    26,  la forme d'exécution représentée comprend un  corps hémisphérique 261 délimitant une cavité  262, dont la surface interne est recouverte  d'une couche 263 de substance émissive. Le  corps 261 comprend une paroi plane dans la-    quelle ont été pratiquées plusieurs ouvertures,  ou orifices, 264. Une anode 265 est montée à  une certaine distance de la paroi plane du  corps 261, "et est située de     manière    à pouvoir  recevoir l'émission électronique sortant des  orifices 264. Dans cette forme d'exécution, la  plus grande partie de la couche émissive est  disposée sur une surface hémisphérique déli  mitant la cavité dans le corps 261.

   L'anode  plane peut être disposée à une distance uni  forme des     orifices    pratiqués dans le corps creux  261, malgré la configuration sphérique de la  plus grande partie de la couche 263 de subs  tance émissive. La cathode creuse     représen-        _          tée    à la     fig.    27 comprend plusieurs orifices  émetteurs d'électrons qui sont dirigés sur une  anode, et une électrode de modulation inter  posée entre les orifices et l'anode. Dans ce cas,  le corps 271 délimite une cavité 272 dont la  surface     intérieure    est recouverte d'une couche  273 de substance émissive. Une série d'ouver  tures 274 est pratiquée sur une face du corps  271.

   En regard des ouvertures 274 est dispo  sée     l'anode    276, et entre les orifices 274 et  l'anode 276 est montée l'électrode de modula  tion 275 qui, par exemple; peut comprendre  une grille, ou bien, comme indiqué sur la fi  gure, une plaque qui est perforée en corres  pondance des orifices 274. L'électrode de mo  dulation est située de manière que les ouver  tures qu'elle présente correspondent aux  orifices 274 et, par conséquent, le faisceau  électronique émis par les orifices 274 n'est pas  dispersé d'une manière appréciable en heurtant  contre l'électrode de modulation 275.  



       Ainsi    qu'il a été déjà exposé précédem  ment, la configuration d'un faisceau électroni  que émis d'une cathode creuse peut être con  trôlée, et les dimensions du faisceau dépendent  pratiquement de celles de l'orifice. Dans de  telles conditions, les ouvertures pratiquées  dans l'électrode de modulation 275 peuvent  avoir les mêmes     dimensions    que celles des ori  fices 274, afin de contrôler le faisceau électro  nique. Puisque dans la forme     d'exéèution    re  présentée à la     fig.    27 une seule anode et une  seule électrode de modulation sont prévues, le  courant anodique dépend de l'émission totale      obtenue de toutes les ouvertures 274 et de l'ef  fet de modulation de l'électrode 275.

   Pour     ob-          tenir    plusieurs faisceaux électroniques indépen  damment contrôlables, il     suffit    de prévoir une  anode individuelle et une électrode de modu  lation pour chaque     orifice.  

Claims (1)

  1. REVENDICATION Cathode thermionique pour dispositif à dé charge électronique dans un vide poussé com prenant un corps creux dont au moins une par tie de la surface intérieure est recouverte d'une substance susceptible d'émettre des électrons, caractérisée en ce que ledit corps est pratique ment fermé, à l'exception d'au moins une ou verture pour la sortie des électrons dont la di mension transversale minimum est de 0,25 mm et qu'au moins les parties de ladite surface inté rieure adjacentes à l'ouverture sont recouvertes d'une substance susceptible d'émettre des élec trons. SOUS-REVENDICATIONS 1.
    Cathode, selon la revendication, carac térisée en ce que l'aire de l'ouverture est com- prise entre -5 % et 40% de l'aire projetée du- dit corps creux sur le plan de l'ouverture. 2. Cathode selon la revendication, caracté risée en ce que la dimension transversale minimum de ladite ouverture est supérieure à sa longueur, de sorte que les électrons forment un faisceau creux. 3.
    Cathode selon la revendication, carac térisée en ce que l'ouverture est tronconique. 4. Cathode selon la revendication, caracté risée en ce que<B>là</B> coupe transversale de l'ou verture est rectangulaire. 5. Cathode selon la sous-revendication 4, caractérisée en ce que la couche de la subs tance - susceptible d'émettre des électrons s'étend seulement le long des plus grands côtés du rectangle dont la-largeur est plus grande que la, lôngueur de l'ouverture, de sorte que les électrons forment une paire des faisceaux en forme de rubans séparés et espacés. 6.
    Cathode selon la revendication, carac térisée par une électrode auxiliaire disposée à l'intérieur dudit corps creux. 7. Cathode selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'électrode auxiliaire peut être portée à un potentiel de commande. 8. Cathode selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'électrode auxiliaire est recouverte d'une substance susceptible d'émis sion secondaire d'électrons. 9. Cathode selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'électrode auxiliaire constitue une grille montée en regard de l'ou verture. 10. Cathode selon la sous-revendication 6, caractérisée en ce que l'électrode auxiliaire est constituée par une tige dont la pointe se trouve en regard de l'ouverture. 11.
    Cathode selon la revendication, carac térisée en ce que le corps creux a une configu ration toroïdale. 12. Cathode selon la sous-revendication 11, caractérisée en ce que l'ouverture a une forme annulaire. 13. Cathode selon la revendication, pour vue de plus qu'une ouverture, caractérisée par des électrodes séparées électriquement et si tuée en regard d'une des ouvertures pour con trôler les faisceaux respectifs. 14. Cathode selon la sous-revendication 13, caractérisée en ce que lesdites ouvertures se trouvent dans une paroi plane qui limite ledit corps creux. 15.
    Cathode selon la revendication, pour vue de plus qu'une ouverture, caractérisée en ce que la coupe transversale du corps creux est circulaire et les ouvertures sont disposées radialement autour d'un élément de chauffage situé au centre.
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