FR2491257A1 - Source d'electrons a grande densite a excitation par laser - Google Patents

Abstract

L'INVENTION PROPOSE UN APPAREIL DESTINE A ENGENDRER THERMO-IONIQUEMENT DES IMPULSIONS D'ELECTRONS A FORTE DENSITE. CET APPAREIL COMPORTE UNE CIBLE METALLIQUE 11 MAINTENUE SOUS UNE ATMOSPHERE DE VAPEUR DE CESIUM A BASSE PRESSION. UN LASER 17 PORTE RAPIDEMENT LA SURFACE DE LA CIBLE CESIEE 11 A UNE TEMPERATURE ELEVEE EN UN TEMPS QUI EST COURT COMPARATIVEMENT AU TEMPS DE SEJOUR A LA SURFACE DE LA CIBLE DES ATOMES DE CESIUM QUI Y SONT ABSORBES. EN COMBINAISON AVEC LA PRESENCE DES ATOMES DE CESIUM ABSORBES, CET ECHAUFFEMENT SUPERFICIEL RAPIDE DONNE LIEU A L'EMISSION DE GRANDES QUANTITES D'ELECTRONS EN CREANT UNE IMPULSION A FORTE DENSITE DE COURANT.

Description

l 2491257 La présente invention est relative à un appareil destiné à

produire des électrons, et plus particulièrement à un appareil

de ce genre qui met en oeuvre un processus thermo-ionique à exci-

tation par laser pour émettre des impulsions d'électrons à forte densité. Les sources pulsées d'électrons à forte densité de courant

sont précieuses pour de nombreuses applications, telles celles tou-

chant les dispositifs de soudage et d'usinage des métaux, la mi-

croscopie électronique à haute résolution, les émetteurs de rayons

X par impulsions courtes et intenses, les dispositifs de commuta-

tion pour courants forts, les dispositifs à faisceaux d'électrons,

les générateurs de micro-ondes et les lasers à électrons libres.

Il est classique d'émettre des impulsions d'électrons thermo-

ioniquement, c'est-à-dire par chauffage d'une cathode métallique appropriée à une température élevée à l'aide d'un faisceau laser intense à l'effet d'extraire des électrons. Toutefois, les courants qui sont ainsi obtenus dans la technique antérieure ne dépassent généralement pas quelques dizaines d'ampères. En outre, ces émissions

d'électrons sont normalement réalisées à l'aide de faisceaux inci-

dents focalisés qui provoquent un endommagement de la surface de la cible par vaporisation et ionisation, et elles ne constituent donc pas des processus purement thermo-ioniques. Dans d'autres tentatives classiques pour créer des impulsions d'électrons à forte densité, on fait en sorte que les densités de flux du laser restent inférieure au niveau de destruction de la cible métallique. Toutefois, dans ce genre de cas, les densités de courant de crête obtenues sont très basses. L'un des buts de la présente invention est en conséquence d'émettre thermo-ioniquement des impulsions d'électrons à section spatiale raisonnable et à forte densité de courant, fournissant par exemple des densités de courant de quatre à six kiloampères par

centimètre carré et des courants compris entre deux et trois kilo-

ampères avec des largeurs d'impulsions variant des nanosecondes

aux dizaines de microsecondes.

Un autre but de l'invention est de fournir de telles impul-

sions à des cadences de répétition d'impulsions de l'ordre du kilo-

hertz. Un autre but encore de l'invention est de proposer un appareil dans lequel la surface émettrice d'électrons n'est pas endommagée par le flux laser incident. L'invention a encore pour autres buts de proposer un dispositif de commutation à action rapide

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excité par laser et un convertisseur d'énergie thermique en énergie

électrique chauffé par laser faisant appel au processus thermo-

ionique. L'appareil générateur d'impulsions d'électrons à forte densité selon la présente invention comporte une cible métallique présentant une surface revêtue par des atomes de césium absobés et un laser destiné à chauffer la surface de la cible à une température d'émission électronique située au-dessous du point de fusion de la cible métallique en un intervalle de temps court comparativement au temps de séjour des atomes de césium absorbés à la surface de la cible. La cible métallique peut être pré-revêtue d'atomes de césium ou, de préférence, exposée à de la vapeur de césium de sorte que la surface se trouvecontinuelleent regarnie pour établir un régime d' "auto-régénération". Des cibles métalliques appropriées

peuvent être composées de tungstène et d'alliages tungstène-rhénium.

Dans une forme de réalisation préférée, l'appareil comporte une chambre à basse pression remplie de vapeur de césium dans laquelle une cathode métallique est disposée de façon à être en contact avec de la vapeur de césium. Une anode est également disposée à l'intérieur de la chambre à une distance appropriée de la cathode. Une tension est appliquée entre l'anode et la cathode, et un laser est mis en

oeuvre pour fournir un faisceau pulsé destiné à assurer périodique-

ment un échauffement rapide de la cathode. De ce fait, une impulsion de courant électronique de forte intensité circule entre la cathode et l'anode. La pression de la vapeur de cesium contenue à l'intérieur

de la chambre est de préférence comprise entre 10-6 et 10 3 torr.

L'invention peut également être mise en oeuvre dans un dispositif de commutation à réponse rapide pour courants intenses et tensions élevées. Dans cette configuration une impulsion d'électrons est engendrée sous l'effet de la collision d'un faisceau laser pulsé sur le côté antérieur ou sur le côté postérieur d'une cible. L'impulsion d'électrons obtenue établit un trajet de conduction qui sert à fermer

le dispositif de commutation.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-

ront plus amplement de la description détaillée de formes de réali-

sation préférées de l'invention qui est donnée ci-après à titre non limitatif en référence au dessin annexé, dans lequel:

la figure 1 est un schéma d'un appareil générateur d'impulsions d'élec-

trons à forte densité;

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La figure 2 est une représentation graphique d'une impulsion de couranttype: la figure 3 est une représentation graphique de la variation du temps de séjour ou temps de fixation du césium en fonction de l'énergie de liaison atomique et de la température; et

les figures 4, 5 et 6 sont des schémas représentant trois configu-

rations d'un dispositif de commutation à action rapide selon l'in-

vention. La technique d'émission d'électrons mise en oeuvre selon l'invention repose sur l'irradiation pulsée à forte densité d'une

cible métallique césiée, c'est-à-dire d'une cible pourvue d'un re-

vêtement d'atomes de césium absorbés à sa surface. Un faisceau laser chauffe rapidement la surface de la cible métallique en un intervalle de temps qui est court comparativement au temps de séjour

des atomes de césium absorbés sur la surface.

Lorsqu'un élément métallique est exposé à de la vapeur de césium, il s'établit un équilibre dans lequel, continuellement

des atomes de césium sont absorbés à la surface de l'élément métal-

lique et quittent l'élément par migration. Ces atomes électropositifs absorbés intéragissent électroniquement avec la surface métallique

pour former des dipôles qui facilitent l'émission d'électrons, c'est-

à-dire réduisent le travail d'extraction de la surface métallique.

Si la surface de l'élément est chauffée assez vite, c'est-à-dire en un intervalle de temps dont la valeur est faible comparativement au temps de séjour des atomes de césium l'échauffement se produira pendant que les atomes de césium restent liés à la surface. Cette combinaison transitoire d'une haute température de surface et d'une réduction du travail d'extraction de l'élément métallique,permet l'émission d'un grand nombre d'électrons, qui forment une source

à forte densité de courant.

La figure 1 représente une forme de réalisation préférée

de l'appareil générateur d'impulsions d'électrons à forte densité.

Une chambre à vide en céramique 10 renferme un émetteur cible à

feuille en tungsène-rhénium il qui peut avoir une épaisseur d'en-

viron 25 micromètres. L'émetteur 11 peut être chauffé séparément

par résistance à une température présélectionnée au moyen d'une ali-

mentation électrique 12.

A l'intérieur de la chambre 10 est disposée une anode à collecteur en anneau 13 qui est placée en avant de l'émetteur 11 à une

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distance d'environ un centimètre de ce dernier. Un réservoir de

vapeur de césium 14 est relié -à la chambre 10 par un conduit 15.

Le réservoir de césium 14 est régulé thermiquement de façon indé-

pendante pour permettre de régler la pression du césium dans la chambre 10. Le réservoir de césium 14 peut par exemple être placé à une tempéraure de 3500K. Une source de tension 16 applique une tension

électrique entre l'émetteur il et l'anode à collecteur en anneau 13.

Il est fait appel à un laser 17 pour éclairer l'émetteur 11 à travers une fenêtre en saphir 18 ménagée dans la chambre 0 à vide 10. La chambre 10 est elle-même située à l'intérieur d'une enceinte thermostatique 19 qui conserve une température intérieure

pratiquement uniforme.

Le fonctionnement de l'appareil présentement décrit, dans

sa réalisation représentée schématiquement par le figure 1, appa-

rattra mieux en en considérant un exemple particulier de conditions de fonctionnement. A l'aide de moyens classiques non représentés, on abaisse initialement par pompage la pression régnant dans la chambre en céramique 10 jusqu'à environ 108 torr. On introduit ensuite dans la chambre 10 du césium provenant du réservoir de

0 césium 14 jusqu'à obtention d'une pression d'environ 10-4 torr. L'en-

ceinte thermostatique 19 entourant la chambre à vide 10 est maintenue

à une température de 400'K. La source de tension 16 applique une ten-

sion entre l'émetteur il et l'anode à collecteur en anneau 13. Il est préféré que cette tension soit la tension maximale compatible avec une réduction à quelques microampères du courant de fuite intérieur à la chambre. Cette tension maximale est à peut près inversement proportionnelle à la pression de vapeur de césium. Pour une pression de vapeur de césium de 10-4 torr telle que celle choisie dans le présent exemple, la tension maximale est d'environ 770 volts. Le laser 17 est un oscillateur déclenché à verre au néodyme comportant

deux étages amplificateurs. Ce laser peut émettre des impulsions uni-

modales avec une puissance potentielle de 500 mégawatts et des durées d'impulsions d'environ 20 nanosecondes. Dans le présent exemple, on a fait appel à des impulsions laser de 50 mégawatts. Le laser 17 émet

un faisceau circulaire non focalisé d'environ 9 millimètres de dia-

mètre. Ce faisceau non focalisé est dirigé sur l'émetteur 11 à travers la fenêtre en saphir 18 de la chambre 10. Dans le présent exemple, le réservoir de césium 14 est maintenu à une température d'environ

350'K. L'impulsion de 50 mégawatts émise par le laser 17 porte l'émet-

teur 11 à environ 2000'K dans le laps de temps des 20 nanosecondes de durée des impulsions. L'émetteur 11 se trouvant ainsi porté à

2000'K, le temps de séjour des atomes de césium absorbés sur l'émet-

teur 11 est d'environ 100 nanosecondes, ce qui est beaucoup plus long que les 20 à 30 nanosecondes nécessaires pour chauffer l'émet-

teur 11. Ainsi, des atomes de césium demeurent absorbés à la sur-

face de l'émetteur 11 pendant le processus de chauffage, de sorte que le travail d'extraction se trouce réduit, comme on l'a vu plus haut. Le travail d'extraction est dans ces conditions d'environ deux électronsvolts. La variation du temps de séjour en fonction de la température et de l'énergie de liaison sera examinée plus loin en liaison avec la figure 3. Dans le présent exemple, o l'émetteur il était porté à environ 20000K en 20 nanosecondes, on a

mesuré un courant de crête de 25000 ampères. Du fait que le dia-

mètre du faisceau d'électrons émis est d'à peu près 9 millimètres

(diamètre du faisceau laser d'éclairage), ces 2500 ampères équi-

valent à une densité de courant de 3930 ampères par centimètre carré Un abaissement de la pression de césium régnant dans la

chambre 10 à environ 5 x 10-5 torr élève la tension maximale admis-

sible entre l'émetteur il et le collecteur 13 à environ 1000 volts.

Le courant de crête atteint à cette pression est d'environ 1000 am-

pères, ce qui équivaut à une densité de courant de 1560 ampères par

centimètre carré pour un faisceau de 9 millimètres. Un oscillogram-

me d'une telle impulsion est représenté par la figure 2. A noter

que la durée de l'impulsion de courant est de l'ordre d'une micro-

seconde, valeur qui est un grand nombre de fois supérieure aux 20 nanosecondes de l'impulsion laser qui échauffe l'émetteur il de la figure 1. L'impulsion de courant est beaucoup plus longue que l'impulsion laser en raison de la diffusion des électrons et des ions césium de la cible au collecteur, et elle reflète le temps de

transit des ions entre ces électrodes.

Bien que le laser à verre au néodyme 17 de la figure 1 soit limité à des cadences de répétition d'impulsions de quelques impulsions par minute seulement, des lasers à cadence de répétition

plus élevée sont utilisables dans la mise en oeuvre de l'invention.

D'une façon générale, la cadence maximale à laquelle peuvent être émises des impulsions de courant au moyen de l'appareil de la figure 1 est limitée par les caractéristiques d'absorption du césium sur la cible. Plus précisément, c'est le temps nécessaire entre impulsions pour assurer un refroidissement suffisant de la surface qui impose la cadence de répétition maximale des impulsions, ce qui veut dire qu'il n'est pas loisible de laisser l'émetteur 11 s'échauffer à tel point sc

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l'effet des impulsions laser répétées que le temps de séjour des atomes de césium absorbés sur l'émetteur devienne inférieur à la durée de l'impulsion laser. Cette limitation de la cadence des impulsions peut être contournée en faisant échauffer des régions différentes de la cible aux impulsions laser succe- sives. On peut ainsi atteindre des cadences de répétition très élevées soit en faisant tourner rapidement une cible en forme de disque ou de tambour, soit en dirigeant le faisceau laser sur des régions différentes de la cible. En utilisant cette technique, on s'attend à pouvoir atteindre des cadences de répétition de

l'ordre du kilohertz.

Les cadences de répétition appropriées peuvent être déterminées à l'aide du graphique de la figure 3. La figure 3 représente la variation du temps de séjour des atomes de césium sur une surface cible en fonction de l'énergie de liaison des atomes absorbés et de la température de la cible. Pour un

travail d'extraction du tungstène césié d'environ deux électrons-

volts, comme considéré dans l'exemple ci-dessus, on s'attend à ce que l'énergie de liaison du césium au tungstène soit d'environ deux électronsvolts. Pour un chauffage par laser de l'émetteur à 2000'K, la figure 3 indique un temps de séjour du césium à l'état absorbé d'environ 100 nanosecondes. Par contre, si la cadence de répétition était telle que la cible se trouve chauffée à 3500'K, le temps de séjour du césium sur la cible pour la même énergie de liaison de deux électrons-volts serait d'environ une nanoseconde, ce qui est inférieur à la largeur d'impulsions laser de 20 nanosecondes utilisée dans l'exemple ci-dessus. Ainsi si le laser chauffait la cible à une température de 3500'K, les atomes de césium se désorberaient de la surface avant la fin de l'impulsion laser, ce qui amoindrirait fortement l'impulsion

de courant obtenue.

L'émission électronique n'est pas limitée à la face antérieure ou face éclairée d'une cible exposée à de la lumière laser. Il se produit également une émission d'électrons sur la face dorsale des cibles à feuille métallique mince. Cependant, de tels courants dorsaux sont normalement cinq à dix fois moindres

que les courants émis par la face antérieure de la cible. Néan-

moins, l'émission d'électrons par la face dorsale d'une cible est intéressante dans la conception de-dispositifs de commutation à réponse rapide pour courants intenses et tensions élevées. Une

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configuration de ce genre est représentée par la figure 4.

Le dispositif de commutation globalement désigné par le repère 30 comporte une chambre contenant de la vapeur de césium 31 sous une pression de 10 6 à 10 3 torr. Cette chambre est formée de plaques latérales électriquement isolantes en céramique 32 et 33. A sa partie antérieure, le dispositif de commutation comporte une plaque de recouvrement ou fenêtre transparente 34, par exemple en saphir, derrière laquelle est disposée une cible à feuille mince 35, par exemple en un alliage tungstène-rhénium. L'épaisseur de la feuille métallique 35 doit être comprise entre 25 et 75 micromètres. Le dos de la chambre est formé par une anode métallique 36. Lorsqu'on désire actionner le dispositif de commutation de façon à lui faire fermer le circuit 37, on dirige une impulsion de lumière laser émise par un laser 38 sur la feuille métallique 35 à travers la fenêtre transparente 34. L'impulsion de lumière laser provoque l'émission d'une impulsion d'électrons à forte densité par la face dorsale de la cible à feuille métallique 35 en direction de l'anode 36, ce qui ferme le circuit 37, lequel comporte des moyens tels qu'une source d'alimentation électrique permettant d'appliquer une tension entre l'anode et la cathode. Un dispositif de commutation tel que celui représenté par la figure 4 trouve des applications dans les générateurs de puissance impulsionnels, et il peut être utilisé comme un thyristor pour commuter des courants intenses sous des tensions élevées. En outre, en plaçant l'électrode anodique 36 tout près de la cible lamellaire 35, on peut faire de l'agencement

de la figure 4 un convertisseur d'énergie thermo-ionique efficace.

Plus précisément, l'agencement de la figure 4 peut être utilisé pour convertir en des courants électriques l'énergie contenue dans

un faisceau laser incident. Par exemple, pour un écartement d'en-

viron 10 micromètres entre la cible lamellaire 35 et l'anode 36,

le chauffage par laser de la cible à 25000K fournirait thermo-

ioniquement 5,2 watts de puissance électrique par centimètre carré, si l'on suppose que la cible 35 et l'anode 36 présentent des travaux d'extraction d'environ deux électrons-volts. Bien que le rendement d'une telle conversion soit bas, il peut exister des applications dans lesquelles une telle conversion d'énergie est intéressante pratiquement, telle par exemple la transmission d'énergie dans- l'espace lorsque la cible est située à très grande distance du laser.

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Les figures 5 et 6 représentent deux autres configurations

de dispositifs de commutation à réponse rapide pour courants in-

tenses et tensions élevées. Dans ces configurations, l'émission d'électrons a lieu par la face antérieure ou face éclairée de leurs cibles respectives 40 et 48. Pour permettre au faisceau laser de parvenir à la cible 40, l'anode 42 du dispositif de la figure 5 est une grille ou treillis métallique. tandis que dans le dispositif de la figure 6, l'anode 44 est une plaque métallique en forme de rondelle délimitant un trou 45. Le dispositif de commutation de la figure 6 comporte une lentille 46 destinée à focaliser le faisceau laser incident de façon à le faire passer par le trou 45 pour

atteindre la cible 48. La focalisation du faisceau laser a égale-

ment pour effet d'accroître son intensité, ce qui est susceptible d'intensifier le transfert d'électrons de la cible 48 à l'anode 44 par photo-ionisation de plus nombreux atomes de césium 31 entre les électrodes pour créer des ions positifs de neutralisation de la charge d'espace. Le trajet de réflexion de la partie éventuelle de la lumière du faisceau focalisé incident qui quitte la cible 48

par rebondissement sur celle-ci peut être fixé à convenance en fai-

sant appel à une cible concave 50 telle que celle représentée en

trait interrompu sur la figure 6.

On voit donc qu'un appareil nouveau permettant d'émettre des faisceaux pulsés d'électrons à forte densité par irradiation laser de cibles césiées se trouve décrit. Cet appareil fournit des densités de courant très élevées et des courants supérieurs

de plus d'un ordre de grandeur à ceux qui ont été obtenus aupara-

vant par interactions laser-cible. Les émissions ci-dessus décrites sont des émissions thermo-ioniques ne s'accompagnant pas d'un

endommagement appréciable de la surface de la cible par vaporisation.

On vient de décrire l'invention en en considérant des formes de réalisation préférées, mais il va de soi que diverses modifications et variantes peuvent être apportées aux dispositions décrites et représentées sans que l'on sorte pour autant du cadre

de l'invention.

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Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Appareil générateur d'impulsions d'électrons à forte densité, caractérisé par le fait qu'il comprend une cible métallique présentant une surface revêtue d'atomes de césium absorbés, et un moyen à laser apte à porter ladite surface de ladite cible en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour desdits atomes de césium sur ladite surface à une température d'émission d'électrons inférieure au point de fusion de ladite cible métallique pour donner lieu à l'émission desdites impulsions

d'électrons à forte densité.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le

fait que ladite cible métallique est en tungstène.

3. Appareil selon la revendicaiton 1, caractérisé par le

fait que ladite cible métallique est en un alliage tungstène-

rhénium. 4. Appareil générateur d'impulsions électriques à courant intense, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre à basse presssion contenant de la vapeur de césium, une cathode métallique disposée à l'intérieur de ladite chambre de façon à être en contact avec ladite vapeur de césium, une anode disposée à l'intérieur de ladite chambre à distance de ladite cathode, un moyen pour appliquer une tension électrique entre ladite anode et ladite cathode, et un moyen à laser apte à porter ladite cathode en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée à la surface de ladite cathode à une température d'émission d'électrons inférieure au

point de fusion de ladite cathode.

5. Appareil selon la revendicaiton 4, caractérisé par le

fait que ladite cathode est en tungstène.

6. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le

fait que ladite cathode est en un alliage tungstène-rhénium.

7. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite chambre est maintenue à une pression comprise entre

6 et 10 3 torr.

8. Appareil générateur d'impulsions électriques à courant intense, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre à vide, un réservoir de vapeur de césium communiquant avec ladite chambre à

vide, ledit réservoir étant réglable en température de façon in-

dépendante pour permettre d'ajuster la pression de ladite vapeur de césium à l'intérieur de ladite chambre, une cathode métallique disposée à l'intérieur de ladite chambre de façon à être en contact

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avec ladite vapeur de césium, une source d'alimentation pour

chauffer résistivement ladite cathode à une température présélection-

née, une anode diposée à l'intérieur de ladite chambre à distance de ladite cathode, un moyen pour appliquer une tension électrique entre ladite anode et ladite cathode, et un moyen à laser apte à chauffer ladite cathode en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée à la surface de ladite cathode à une température d'émission d'électrons inférieure au point de fusion de ladite

cathode.

9. Procédé d'émission d'une impulsion d'électrons à forte densité spatiale caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: 1) prendre une chambre à basse pression contenant de la vapeur de césium; 2) disposer une cible métallique à l'intérieur de ladite chambre de façon que ladite cible se trouve en contact avec ladite vapeur de césium et 3) à porter rapidement ladite cible avec un laser en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée à la surface de ladite cible à une température d'émission d'électrons inférieure au point de fusion de ladite cible pour donner naissance auxdites impulsions d'électrons

à forte densité spatiale.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le,

fait que ladite cible est en tungstène.

il. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le

fait que ladite cible est en un alliage tungstène-rhénium.

12. Appareil pour l'établissement d'un trajet de con-

duction d'électrons, caractérisé par le fait qu'il comprend: une chambre contenant de la vapeur de césium à basse pression, une cathode métallique mince présentant une première et une deuxième faces, ladite deuxième face étant disposée de façon à être en contact avec ladite vapeur, une anode disposée à distance de ladite deuxième face de ladite cathode, et un moyen à laser apte à émettre un faisceau intense de rayonnement-propre à venir frapper ladite première face de ladite cathode métallique mince, ledit faisceau intense étant adapté à porter ladite deuxième face de ladite cathode mince en un intervalle de temps de faible valeur comparativement

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au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée sur ladite

deuxième face de ladite cathode à une température d'émission d'élec-

trons inférieure au point de fusion de ladite cathode, pour établir ainsi un trajet de conduction d'électrons entre ladite cathode et ladite anode. 13. Dispositif de commutation à réponse rapide pour courant

intense et tension élevée, caractérisé par le fait qu'il com-

prend une chambre contenant de la vapeur de césium à basse pression, une cathode métallique mince présentant une première et une deuxième faces, ladite deuxième face étant disposée de façon à être en contact avec ladite vapeur, une anode disposée à distance de ladite deuxième face de ladite cathode, un moyen pour appliquer une tension électrique entre ladite anode et ladite cathode et un moyen à laser apte à émettre un faisceau intense de rayonnement apte à venir frapper ladite première face de ladite cathode métallique mince, ledit faisceau intense étant adapté à porter ladite deuxième face

de ladite cathode mince en un intervalle de temps de faible va-

leur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium

absorbée sur ladite deuxième face de ladite cathode à une tempéra-

ture d'émission d'électrons inférieure au point de fusion de ladite cathode. 14. Dispositif de commutation à réponse rapide pour courant intense et tension élevée, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre contenant de la vapeur de césium à basse pression, une cathode métallique disposée à l'intérieur de ladite chambre, ladite cathode présentant un côté situé en contact avec ladite vapeur, une anode comprenant une grille métallique disposée à distance dudit côté de ladite cathode, un moyen pour appliquer une tension électrique entre ladite anode et ladite cathode, et un moyen à laser apte à émettre un faisceau intense de rayonnement propre à traverser ladite grille métallique et à venir frapper ledit côté de ladite cathode, ledit faisceau intense étant adapté à porter ledit côté de ladite cathode en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée sur ledit côté de ladite cathode à une températuri

d'émission d'électrons inférieure au point de fusion de ladite ca-

thode;. 15. Dispositif de commutation à réponse rapide pour courant intense et tension élevée, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre contenant de la vapeur de césium à basse

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pression, une cathode métallique disposée à l'intérieur de ladite chambre, ladite cathode présentant un côté situé en contact avec ladite vapeur, une anode disposée à distance dudit

côté de la cathode, ladite anode comprenant une plaque métalli-

que traversée par un trou, un moyen pour appliquer une tension électrique entre ladite anode et ladite cathode, un moyen à laser apte à émettre un faisceau intense de rayonnement, et une lentille convergente disposée entre ladite anode et ledit laser de façon à faire passer ledit faisceau de rayonnement par le trou de ladite anode et à le diriger selon un trajet propre à lui faire frapper ledit côté de la ladite cathode en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée sur ledit côté

de ladite cathode à une température d'émission d'électrons infé-

rieure au point de fusion de ladite cathode.

16. Appareil de conversion d'énergie thermo-ionique, caractérisé par le fait qu'il comprend: 1) une chambre contenant de la vapeur de césium à basse pression 2) une cible métallique mince présentant une première face et une deuxième face, ladite deuxième face étant disposée de façon à être en contact avec ladite vapeur, 3) une électrode disposée à très faible distance de ladite deuxième face de ladite cible, et

4) un moyen à laser apte à émettre un faisceau de rayonnement des-

tiné à venir frapper ladite première face de ladite cible, ledit faisceau étant adapté à porter ladite deuxième face de ladite cible mince en un intervalle de temps de faible valeur comparativement au temps de séjour de ladite vapeur de césium absorbée sur ladite

deuxième face de ladite cible à une température d'émission d'élec-

trons inférieure au point de fusion de ladite cible, en créant ainsi un courant et une tension électriques entre ladite cible et ladite

électrode pour fournir de l'énergie électrique.

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé par le fait que la distance séparant ladite cible de ladite électrode

est d'environ 10 micromètres.