EP2750485A1 - Procédé de controle du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'electrons - Google Patents

Procédé de controle du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'electrons Download PDF

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EP2750485A1
EP2750485A1 EP13195363.0A EP13195363A EP2750485A1 EP 2750485 A1 EP2750485 A1 EP 2750485A1 EP 13195363 A EP13195363 A EP 13195363A EP 2750485 A1 EP2750485 A1 EP 2750485A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiofrequency
wave
frequency
electron beam
radio frequency
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13195363.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Brasile
Andrew Setty
Dominique Fasse
Anne-Sophie Chauchat
Patrick Sirot
Dominique Jousse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP2750485A1 publication Critical patent/EP2750485A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
    • H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
    • H01J23/06—Electron or ion guns
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/14—Vacuum chambers
    • H05H7/18—Cavities; Resonators

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the temporal velocity profile of an electron beam.
  • the invention also relates to a system for controlling the temporal velocity profile of an electron beam adapted to the implementation of the method.
  • the invention also relates to the radiofrequency electron gun comprising the control system.
  • short pulses it is understood electrons grouped in a pulse of a few tens of picoseconds. By way of example, this is particularly the case when the electrons are to be injected into acceleration systems of the high energy linear accelerator type.
  • a radiofrequency electron gun has an electron emission source and at least one cavity within which an oscillating electromagnetic field is created.
  • the cavity is capable of accelerating the electrons of the electron source at relativistic speeds.
  • the quality of the electron beam emitted by the electron source is quantified by the emittance measurement.
  • a beam of "good quality” it is understood a beam whose standardized emittance is less than 20 ⁇ mm mrad.
  • radiofrequency electron guns exist depending on the type of the electron emission source.
  • thermionic emission cathode In a thermionic emission cathode, the component material of the cathode is raised to a high temperature to induce electron emission. Electron emission by the cathode is permanent as soon as the material of the cathode reaches a threshold temperature.
  • the number of electrons emitted by the electron gun is important.
  • the electrons are accelerated with a phase varying from 0 ° to 180 ° with respect to the radiofrequency field.
  • a photo-injector has a photocathode and a light source.
  • the light source is a high power pulsed laser source emitting ultraviolet radiation.
  • the laser source is an excimer laser capable of emitting pulses less than 100 picoseconds (ps).
  • the laser source is capable of extracting electrons from a surface of the cathode by a photoelectric effect.
  • the laser source allows a fine control of electron extraction times. By choosing the extraction times so that the electrons have a phase within a preferred phase range, a good quality electron beam is obtained.
  • the average electron beam flux with an electron gun equipped with a photo-injector is much lower than the flux of the electron beam obtained with an electron gun provided with a thermionic emission cathode.
  • the implementation of the cathode of a photo-injector is performed in a controlled environment, which complicates the maintenance of the cathode.
  • the second frequency is a multiple of the first frequency.
  • the method includes a step of transmitting a first radio frequency wave at the first frequency, the first wave having a first intensity.
  • the method also comprises a step of determining the second intensity of a second radio frequency wave at the second frequency so that the electron beam obtained at the output of a radiofrequency cavity has a desired velocity temporal profile when the radiofrequency cavity is powered. by the first radio frequency wave and the second radio frequency wave.
  • the method also comprises a step of transmitting the second radiofrequency wave at the second determined intensity.
  • the invention also relates to a control system of the electron beam velocity electron beam velocity temporal profile comprising a first radio frequency wave source adapted to emit a first radio frequency wave at a first frequency.
  • the system also includes a second radio frequency wave source capable of emitting a second radio frequency wave at a second frequency.
  • the second frequency is multiple of the first frequency.
  • the second radiofrequency wave source comprises a unit for controlling the intensity of the second radiofrequency wave.
  • the system includes a radiofrequency cavity shaped to resonate with the first and second radio frequency waves. The system is suitable for implementing the method as previously described.
  • the second radiofrequency wave source further comprises a control unit for the phase of the second radiofrequency wave.
  • the invention also relates to a radiofrequency electron gun comprising an electron emission source and a control system of the electron beam velocity temporal profile from the first source, the control system being as previously described.
  • the radiofrequency electron gun 10 illustrated in the figure is able to emit electrons grouped into short pulses.
  • the electron gun 10 comprises an electron emission source 12 capable of emitting an electron beam.
  • the barrel 10 also comprises a control system 14 of the electron beam velocity temporal profile emitted by the source 12 and a sliding space 16 placed at the output of the control system 14.
  • velocity temporal profile the distribution of electron velocities as a function of time or phase.
  • the control system 14 for controlling the velocity profile of an electron beam comprises a cutter 40 of the beam emitted by the source 12, placed upstream of the source 12.
  • the chopper 40 is capable of interrupting the electron beam between a closing instant and an opening instant.
  • the cutter 40 is adjustable, which means that the closing and opening times are adjustable.
  • the chopper 40 makes it possible to cut the electron beam by a slice of one or several hundred picoseconds.
  • the electronic beam velocity profile control system 14 also includes a first radiofrequency wave source 50, a second radiofrequency wave source 52 and a radiofrequency cavity 54.
  • the first radiofrequency wave source 50 is able to emit a radiofrequency wave at a first frequency denoted F1.
  • a radiofrequency wave is a wave having a frequency greater than a few tens of Hertz (kHz) and less than 100 gigahertz (GHz) [The second source 52 of radiofrequency waves is adapted to emit a radio frequency wave at a second frequency F2.
  • the second source 52 of radiofrequency waves comprises a unit 56 for controlling the intensity of the radiofrequency wave coming from the second wave source 52 radiofrequency and a unit 58 for controlling the phase of the radiofrequency wave that the second source 52 of radiofrequency waves is adapted to emit.
  • the radiofrequency cavity 54 comprises two excitation inputs 60 and 62.
  • the cavity 54 also comprises an injection inlet 64 and an output 66 for the electrons.
  • the first excitation input 60 is connected to the first radiofrequency wave source 50.
  • the second excitation input 62 is connected to the second source 52 of radiofrequency waves.
  • the injection inlet 64 is connected to the output of the electron emission source 12. At the output, the cavity 54 is connected via its output 66 to the array space 16.
  • the radiofrequency cavity 54 is shaped so that the cavity 54 resonates in the presence of a radiofrequency wave at the first frequency F1.
  • the radiofrequency cavity 54 is also shaped so that the cavity 54 resonates in the presence of a wave at the second frequency F2.
  • the two frequencies are thus frequencies of resonances of the cavity 54 radiofrequency.
  • the sliding space 16 is a space that allows the compression of the electron beam.
  • the grouping space 16 is a space in which the voltage potential is zero.
  • the grouping space 16 is replaced by a post-acceleration space.
  • a post-acceleration space is a space in which the voltage potential is non-zero.
  • the source 12 emits an electron beam towards the control system 14.
  • the control system 14 is then adapted to implement a method of controlling the velocity temporal profile from the electron beam generated by the source 12.
  • the method comprises a step of providing a first radio frequency wave denoted RF1 at the first frequency F1.
  • the first RF1 wave has a first intensity denoted I1 and a first phase denoted ⁇ 1.
  • the first RF1 wave is provided by the first radiofrequency wave source 50.
  • the method comprises a step of determining different characteristics to be imposed on certain elements of the control system 14 so that at the output of the radiofrequency cavity 54, the electron beam obtained has a desired velocity profile.
  • the second intensity I2 of a second radio frequency RF2 is determined at the second frequency F2.
  • the desired velocity profile at the output of the radiofrequency cavity 54 is decomposed into two components.
  • the first component is related to the interaction between the electron beam and the first radiofrequency wave.
  • the second component is related to the interaction between the electron beam and the second radiofrequency wave. The second component makes it possible to deduce the characteristics mentioned previously as the second intensity I2 or the second phase ⁇ 2.
  • the method comprises a step of transmitting the second radio wave RF2 determined.
  • the transmission step is implemented by controlling the intensity control unit 56 and the control unit 58 of the phase of the second radiofrequency wave source 52.
  • This second RF2 radiofrequency wave is injected into the cavity 54 via the second excitation input 62.
  • the electron beam obtained then has the desired velocity temporal profile at the output 66.
  • This velocity profile takes into account the temporal and velocity shifts between the electrons so that the slowest electrons, but departing in phase advance, catch up with each other. the faster electrons left later..
  • This compression mechanism is performed in the sliding space 16 whose length is adjusted so that the grouping is optimal at its output.
  • This electron beam is grouped in the sliding space 16.
  • the proposed method therefore makes it possible to control the temporal velocity profile of an electron beam emitted by the source 12 and to group the electrons at the outlet of the sliding space 16.
  • this makes it possible to obtain an electron beam having a better emittance because the velocity profile is controllable and makes it possible to produce an accelerating field as soon as the barrel 10 leaves to drive the electrons at relativistic speeds from which the degradation of Emittance becomes negligible.
  • the method applies independently of the electron source 12 considered, which allows to consider adding it on any type of source.
  • the electron gun 10 has an improved emittance compared to the state of the art while ensuring a significant average electron beam flow.

Landscapes

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de contrôle d'un profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons en sortie d'une cavité radiofréquence conformée pour être en résonance avec une onde radiofréquence à une première fréquence et une onde radiofréquence à une deuxième fréquence, la deuxième fréquence étant un multiple de la première fréquence,
le procédé étant caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de :
- émission d'une première onde radiofréquence à la première fréquence, la première onde ayant une première intensité,
- détermination de la deuxième intensité d'une deuxième onde radiofréquence à la deuxième fréquence pour que le faisceau d'électrons obtenu en sortie d'une cavité radiofréquence ait un profil temporel de vitesses désiré lorsque la cavité radiofréquence est alimentée par la première onde radiofréquence et la deuxième onde radiofréquence, et
- émission de la deuxième onde radiofréquence à la deuxième intensité déterminée.

Description

  • La présente invention concerne un procédé de contrôle du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons. L'invention concerne également un système de contrôle du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons adapté à la mise en oeuvre du procédé. L'invention se rapporte également au canon à électrons radiofréquence comprenant le système de contrôle.
  • Dans de nombreuses applications, il est souhaitable de disposer d'une source émettant des électrons groupés en impulsions courtes. Par impulsions courtes, il est entendu des électrons groupés dans une impulsion de quelques dizaines de picosecondes. A titre d'exemple, c'est notamment le cas lorsque les électrons sont à injecter dans des systèmes d'accélération du type accélérateur linéaire haute énergie.
  • Pour obtenir de telles impulsions courtes d'électrons, il est connu d'utiliser des canons à électrons dits radiofréquence.
  • Un canon à électrons radiofréquence comporte une source d'émission d'électrons et au moins une cavité à l'intérieur de laquelle se créée un champ électromagnétique oscillant. La cavité est propre à accélérer les électrons de la source d'électrons à des vitesses relativistes.
  • Dans le reste de la demande, la qualité du faisceau électronique émis par la source d'électrons est quantifiée par la mesure d'émittance. Ainsi, par un faisceau de « bonne qualité », il est entendu un faisceau dont l'émittance normalisée est inférieure à 20 π mm mrad.
  • Plusieurs types de canons à électrons radiofréquence existent selon le type de la source d'émission d'électrons.
  • Dans l'état de la technique, il est notamment connu un canon à électrons utilisant une cathode à émission thermoïonique.
  • Dans une cathode à émission thermoïonique, la matière composant la cathode est portée à une température élevée pour induire une émission d'électrons. L'émission d'électron par la cathode est permanente dès que la matière de la cathode atteint une température seuil.
  • Du fait de l'émission constante des électrons, le nombre d'électrons émis par le canon à électrons est important. Les électrons sont accélérés avec une phase variant de 0° à 180° par rapport au champ radiofréquence.
  • Ces différentes phases engendrent une détérioration de la qualité d'émission du faisceau électronique émis.
  • Dans l'état de la technique, il est également proposé comme source d'émission d'électrons un photo-injecteur. Un photo-injecteur comporte une photocathode et une source de lumière. La source de lumière est une source laser impulsionnelle de forte puissance émettant des rayonnements dans l'ultra violet. Par exemple, la source laser est un laser à excimère propre à émettre des impulsions inférieures à 100 picosecondes (ps).
  • La source laser est propre à extraire des électrons d'une surface de la cathode par effet photoélectrique. La source laser permet un contrôle fin des instants d'extraction des électrons. En choisissant les instants d'extraction pour que les électrons aient une phase comprise dans une plage de phase privilégiée, il est obtenu un faisceau d'électrons de bonne qualité.
  • Néanmoins, le flux moyen du faisceau d'électrons avec un canon à électrons muni d'un photo-injecteur est bien inférieur au flux du faisceau d'électrons obtenu avec un canon à électrons muni d'une cathode à émission thermoïonique.
  • En outre, la mise en oeuvre de la cathode d'un photo-injecteur est effectuée dans un environnement contrôlé, ce qui complique la maintenance de la cathode.
  • De plus, l'emploi d'un photo-injecteur présente l'inconvénient d'être onéreux du fait de la source lumineuse.
  • Il existe donc un besoin pour un canon à électrons présentant une émittance améliorée par rapport à l'état de la technique tout en garantissant un flux moyen de faisceau électronique important.
  • A cet effet, il est proposé un procédé de contrôle d'un profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons en sortie d'une cavité radiofréquence conformée pour être en résonance avec une onde radiofréquence à une première fréquence et une onde radiofréquence à une deuxième fréquence. La deuxième fréquence est un multiple de la première fréquence. Le procédé comprend une étape d'émission d'une première onde radiofréquence à la première fréquence, la première onde ayant une première intensité. Le procédé comporte également une étape de détermination de la deuxième intensité d'une deuxième onde radiofréquence à la deuxième fréquence pour que le faisceau d'électrons obtenu en sortie d'une cavité radiofréquence ait un profil temporel de vitesses désiré lorsque la cavité radiofréquence est alimentée par la première onde radiofréquence et la deuxième onde radiofréquence. Le procédé comporte aussi une étape d'émission de la deuxième onde radiofréquence à la deuxième intensité déterminée.
  • Suivant des modes de réalisation particuliers, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • à l'étape de détermination, il est également déterminé la deuxième phase à imposer à la deuxième onde radiofréquence.
    • la cavité radiofréquence est alimentée par un faisceau d'électrons entre un instant d'ouverture et un instant de fermeture.
    • à l'étape de détermination, il est également déterminé l'instant d'ouverture.
    • à l'étape de détermination, il est également déterminé l'instant de fermeture.
    • la deuxième fréquence est égale à trois fois la première fréquence.
  • L'invention concerne aussi un système de contrôle du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électron pour canon à électrons radiofréquence comportant une première source d'ondes radiofréquences propre à émettre une première onde radiofréquence à une première fréquence. Le système comprend aussi une deuxième source d'ondes radiofréquences propre à émettre une deuxième onde radiofréquence à une deuxième fréquence. La deuxième fréquence est multiple de la première fréquence. La deuxième source d'ondes radiofréquences comporte une unité de contrôle de l'intensité de la deuxième onde radiofréquence. Le système comprend une cavité radiofréquence conformée pour être en résonance avec les première et deuxième ondes radiofréquences. Le système est adapté pour la mise en oeuvre du procédé tel que précédemment décrit.
  • Suivant un mode de réalisation particulier, la deuxième source d'ondes radiofréquences comprend, en outre, une unité de contrôle de la phase de la deuxième onde radiofréquence.
  • L'invention concerne également un canon à électrons radiofréquence comprenant une source d'émission d'électrons et un système de contrôle du profil temporel de vitesses du faisceau d'électrons issus de la première source, le système de contrôle étant tel que précédemment décrit.
  • Suivant des modes de réalisation particuliers, le canon à électrons radiofréquence comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • le canon comporte, en outre, un espace de glissement, l'espace étant placé en sortie du système de contrôle.
    • le canon comporte, en outre, un espace de post-accélération, l'espace étant placé en sortie du système de contrôle.
  • D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence à la figure qui est une vue schématique d'un canon à électrons radiofréquence selon l'invention.
  • Le canon 10 à électrons radiofréquence illustré sur la figure est propre à émettre des électrons groupés en impulsions courtes.
  • Le canon 10 à électrons comprend une source 12 d'émission d'électrons propre à émettre un faisceau d'électrons. Le canon 10 comprend également un système de contrôle 14 du profil temporel de vitesses du faisceau d'électrons émis par la source 12 et un espace de glissement 16 placé en sortie du système de contrôle 14.
  • Il est entendu par l'expression « profil temporel de vitesses », la répartition des vitesses des électrons en fonction du temps ou de la phase.
  • Le système 14 de contrôle du profil de vitesses d'un faisceau d'électron comprend un découpeur 40 du faisceau émis par la source 12, placé en amont de la source 12.
  • Le découpeur 40 est propre à interrompre le faisceau d'électrons entre un instant de fermeture et un instant d'ouverture.
  • Selon l'exemple présenté, le découpeur 40 est réglable, ce qui signifie que les instants de fermeture et d'ouverture sont réglables. Le découpeur 40 permet de découper le faisceau d'électrons par tranche d'une ou plusieurs centaines de picosecondes.
  • Le système 14 de contrôle du profil de vitesses d'un faisceau d'électron comprend également une première source 50 d'ondes radiofréquences, une deuxième source 52 d'ondes radiofréquences et une cavité 54 radiofréquence.
  • La première source 50 d'ondes radiofréquences est propre à émettre une onde radiofréquence à une première fréquence notée F1.
  • Une onde radiofréquence est une onde ayant une fréquence supérieure à quelques dizaines de Hertz (kHz) et inférieure à 100 gigahertz (GHz) [La deuxième source 52 d'ondes radiofréquences est propre à émettre une onde radiofréquence à une deuxième fréquence F2.
  • La deuxième fréquence F2 est un multiple de la première fréquence F1. Mathématiquement, cette relation s'écrit F2 = k x F1, où :
    • x est le signe de la multiplication,
    • k est un nombre entier strictement supérieur à 1.
  • La deuxième source 52 d'ondes radiofréquences comprend une unité 56 de contrôle de l'intensité de l'onde radiofréquence issue de la deuxième source 52 d'ondes radiofréquence et une unité 58 de contrôle de la phase de l'onde radiofréquence que la deuxième source 52 d'ondes radiofréquences est propre à émettre.
  • La cavité 54 radiofréquence comprend deux entrées d'excitation 60 et 62. La cavité 54 comporte également une entrée d'injection 64 et une sortie 66 pour les électrons.
  • La première entrée d'excitation 60 est reliée à la première source 50 d'ondes radiofréquences. La deuxième entrée d'excitation 62 est reliée à la deuxième source 52 d'ondes radiofréquences.
  • L'entrée d'injection 64 est reliée à la sortie de la source d'émission d'électrons 12. En sortie, la cavité 54 est reliée via sa sortie 66 à l'espace de groupement 16.
  • La cavité 54 radiofréquence est conformée pour que la cavité 54 résonne en présence d'une onde radiofréquence à la première fréquence F1. En outre, la cavité 54 radiofréquence est également conformée pour que la cavité 54 résonne en présence d'une onde à la deuxième fréquence F2. Les deux fréquences (première fréquence F1 et deuxième fréquence F2) sont ainsi des fréquences de résonances de la cavité 54 radiofréquences.
  • L'espace de glissement 16 selon l'exemple de la figure, est un espace qui permet la compression du faisceau d'électrons. L'espace de groupement 16 est un espace dans lequel le potentiel de tension est nul.
  • En variante, l'espace de groupement 16 est remplacé par un espace de post-accélération. Un espace de post-accélération est un espace dans lequel le potentiel de tension est non nul.
  • Le fonctionnement du canon 10 est maintenant décrit.
  • La source 12 émet un faisceau d'électrons vers le système de contrôle 14.
  • Le système de contrôle 14 est alors adapté à mettre en oeuvre un procédé de contrôle du profil temporel de vitesses à partir du faisceau d'électrons généré par la source 12.
  • Le procédé comporte une étape de fourniture d'une première onde radiofréquence notée RF1 à la première fréquence F1. La première onde RF1 a une première intensité notée I1 et une première phase notée ϕ1.
  • La première onde RF1 est fournie par la première source 50 d'ondes radiofréquences.
  • Le procédé comporte une étape de détermination de différentes caractéristiques à imposer à certains éléments du système de contrôle 14 pour qu'en sortie de la cavité 54 radiofréquence, le faisceau d'électrons obtenu ait un profil de vitesses désiré.
  • Par exemple, à l'étape de détermination, il est déterminé la deuxième intensité I2 d'une deuxième onde radiofréquence RF2 à la deuxième fréquence F2.
  • En option, il est également déterminé la deuxième phase ϕ2 de la deuxième onde radiofréquence RF2 à la deuxième fréquence F2.
  • Pour mettre en oeuvre l'étape de détermination, selon un mode de réalisation, le profil de vitesses désiré en sortie de la cavité 54 radiofréquence est décomposé en deux composantes. La première composante est liée à l'interaction entre le faisceau d'électrons et la première onde radiofréquence. La deuxième composante est liée à l'interaction entre le faisceau d'électrons et la deuxième onde radiofréquence. La deuxième composante permet de déduire les caractéristiques mentionnées précédemment comme la deuxième intensité I2 ou la deuxième phase ϕ2.
  • Par exemple, si le profil de vitesses souhaité est parabolique croissant, il est déterminé que l'intensité 12 de la deuxième onde radiofréquence est égale à 0,22 fois l'intensité I1 de la première onde et que le déphasage Δϕ= ϕ2 - ϕ1 entre la deuxième onde radiofréquence RF2 et la première onde radiofréquence RF1 est égal à 120°.
  • Le procédé comporte une étape d'émission la deuxième onde radiofréquence RF2 déterminée. L'étape d'émission est mise en oeuvre en contrôlant l'unité de contrôle 56 de l'intensité et l'unité de contrôle 58 de la phase de la deuxième source 52 d'ondes radiofréquences.
  • Cette deuxième onde radiofréquence RF2 est injectée dans la cavité 54 via la deuxième entrée d'excitation 62.
  • Le faisceau d'électrons obtenu présente alors le profil temporel de vitesses désiré en sortie 66. Ce profil de vitesse prend en compte les décalages temporel et de vitesse entre les électrons pour que les électrons les plus lents, mais partis en avance de phase, rattrapent les électrons plus rapides partis plus tard..Ce mécanisme de compression est effectué dans l'espace de glissement 16 dont la longueur est ajustée pour que le regroupement soit optimal en sa sortie.
  • Ce faisceau d'électrons se regroupe dans l'espace de glissement 16.
  • Le procédé proposé permet donc de contrôler le profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons émis par la source 12 et de regrouper en sortie de l'espace de glissement 16 les électrons.
  • Cela permet en particulier d'obtenir un faisceau électronique présentant une meilleure émittance parce que le profil de vitesses est contrôlable et permet de produire un champ accélérateur dès la sortie du canon 10 pour conduire les électrons à des vitesses relativistes à partir desquelles la dégradation d'émittance devient négligeable.
  • En outre, le procédé s'applique indépendamment de la source 12 d'électrons considérée, ce qui permet d'envisager de l'ajouter sur tout type de source.
  • Le canon 10 à électrons présente une émittance améliorée par rapport à l'état de la technique tout en garantissant un flux moyen de faisceau électronique important.

Claims (9)

  1. Procédé de contrôle d'un profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons en sortie d'une cavité (54) radiofréquence conformée pour être en résonance avec une onde radiofréquence à une première fréquence (F1) et une onde radiofréquence à une deuxième fréquence (F2), la deuxième fréquence (F2) étant un multiple de la première fréquence (F1),
    le procédé étant caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de :
    - émission d'une première onde radiofréquence (RF1) à la première fréquence (F1), la première onde ayant une première intensité (I1),
    - détermination de la deuxième intensité (I2) d'une deuxième onde radiofréquence (RF2) à la deuxième fréquence (F2) pour que le faisceau d'électrons obtenu en sortie d'une cavité (54) radiofréquence ait un profil temporel de vitesses désiré lorsque la cavité (54) radiofréquence est alimentée par la première onde radiofréquence (RF1) et la deuxième onde radiofréquence (RF2), et
    - émission de la deuxième onde radiofréquence (RF2) à la deuxième intensité (I2) déterminée.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape de détermination, il est également déterminé la deuxième phase à imposer à la deuxième onde radiofréquence (RF2).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la cavité (54) radiofréquence est alimentée par un faisceau d'électrons entre un instant d'ouverture et un instant de fermeture, et dans lequel à l'étape de détermination, il est également déterminé l'instant d'ouverture.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la cavité (54) radiofréquence est alimentée par un faisceau d'électrons entre un instant d'ouverture et un instant de fermeture, et dans lequel à l'étape de détermination, il est également déterminé l'instant de fermeture.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la deuxième fréquence (F2) est égale à trois fois la première fréquence (F1).
  6. Système de contrôle (14) du profil temporel de vitesses d'un faisceau d'électrons pour canon (10) à électrons radiofréquence comportant :
    - une première source (50) d'ondes radiofréquences propre à émettre une première onde radiofréquence (RF1) à une première fréquence (F1),
    - une deuxième source (52) d'ondes radiofréquences propre à émettre une deuxième onde radiofréquence (RF2) à une deuxième fréquence (F2), la deuxième fréquence (F2) étant multiple de la première fréquence (F1), la deuxième source (52) d'ondes radiofréquences comportant une unité de contrôle (56) de l'intensité de la deuxième onde radiofréquence (RF2)
    - une cavité radiofréquence (54) conformée pour être en résonance avec les première et deuxième ondes radiofréquences (RF1, RF2),
    le système (14) étant adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  7. Système selon la revendication 6, dans lequel la deuxième source (52) d'ondes radiofréquences comprend, en outre, une unité de contrôle de la phase (58) de la deuxième onde radiofréquence (RF2).
  8. Canon (10) à électrons radiofréquence comprenant :
    - une source (12) d'émission d'électrons,
    - un système (14) de contrôle du profil temporel de vitesses du faisceau d'électrons issus de la première source (12), le système de contrôle (14) étant selon la revendication 6 ou 7.
  9. Canon selon la revendication 8, dans lequel le canon (10) comporte, en outre, un espace de glissement (16) ou un espace de post-accélération, l'espace étant placé en sortie du système de contrôle (14).
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