(19)
(11) EP 0 012 054 B1

(12) FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45) Mention de la délivrance du brevet:
02.06.1982  Bulletin  1982/22

(21) Numéro de dépôt: 79400855.7

(22) Date de dépôt:  13.11.1979
(51) Int. Cl.3G21K 1/08, H05H 7/00, H01J 23/18

(54)

Groupeur-dégroupeur de faisceaux d'ions à intervalles dissymétriques et fonctionnant dans une large gamme de vitesse

Ionen-Bündelungsvorrichtung für einen weiten Geschwindigkeitsbereich mit zwei ungleichen Beschleunigungsstrecken

Ion beam bundling device with two acceleration intervals of differing lengths, working in a broad range of speeds


(84) Etats contractants désignés:
CH DE GB NL

(30) Priorité: 23.11.1978 FR 7833103

(43) Date de publication de la demande:
11.06.1980  Bulletin  1980/12

(71) Demandeur: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE Etablissement de Caractère Scientifique Technique et Industriel
75752 Paris Cedex 15 (FR)

(72) Inventeur:
  • Pottier, Jacques
    F-91400 Orsay (FR)

(74) Mandataire: Mongrédien, André et al
Les Séquoias 34, rue de Marnes
F-92410 Ville d'Avray
F-92410 Ville d'Avray (FR)

   
Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


Description


[0001] La présente invention a pour objet un groupeur-dégroupeur de faisceau d'ions, à intervalles dissymétriques, et fonctionannant dans une large gamme de vitesse. Elle trouve une application dans les installations d'accélération d'ions.

[0002] On sait qu'un groupeur.ou un dégroupeur de faisceau d'ions est constitué par une structure résonnante alimentée par une source haute fréquence ou hyper-fréquence, et traversée par un faisceau d'ions de telle sorte que le champ électrique établi dans la structure module la vitesse des ions de manière appropriée.

[0003] Dans un groupeur, la modulation sur la vitesse a pour effet d'accélérer davantage les ions lents que les ions rapides, ce qui permit un regroupement en paquet de faible étendue spataile à une distance déterminée du groupeur; les vitesses des différents ions constituant un paquet sont alors distribuées dans une plage élargie. Les groupeurs sont utilisés dans les systèmes d'accélération d'ions lorsqu'on veut procéder, par exemple, à des expériences de temps de vol ou à toute injection dans un accélérateur haute fréquence.

[0004] Dans un dégroupeur, la modulation a pour effet d'augmenter les vitesses faibles et de réduire les vitesses élevées, ce qui permit de diminuer la dispersion en vitesse des ions. Un tel appareil est utilisé lorsqu'on désire utiliser des ions monoénergétiques, sans préoccupation particulière sur la largeur du paquet d'ions.

[0005] Les figures 1 et 2 rappellent, dans leurs grandes lignes, les principes de construction et de fonctionnement de ces deux appareils.

[0006] Sur la partie (a) de la figure 1 est représentée une structure résonnante constituée par une paroi 2 fermée à ses deux extrémités par des faces latérales 4 et 6 traversées respectivement par des conduits d'entrée 8 et de sortie 10 d'un faisceau d'ions 12. La structure représentée comprend en outre un tube de glissement 14 relié à la paroi 2 par un support conducteur 16. Ce tube de glissement est séparé des conduits 8 et 10 par deux intervalles 1, et 12 identiques, Toutes ces pièces sont conductrices et par exemple métalliques.

[0007] La partie (b) de cette même figure 1 illustre le schéma électrique de la structure représentée sur la partie (a). Ces deux conduits 8 et 10 sont reliés à la masse (ou plus généralement à un potentiel de référence) et le tube de glissement 14 est porté à une tension alternative V du fait du champ haute fréquence (ou hyper-fréquence) qui règne dans la structure (cette tension V étant comptée à partir dudit potentiel de référence). Les intervalles I1 et I2 présentent chacun une longueur / et leurs centres sont distants de la longueur L. Un même champ électrique moyen V/1 règne donc dans ce deux intervalles.

[0008] Les schémas de la figure 2 illustrent le fonctionnement du dispositif de la figure 1. Les ions de vitesse moyenne pénètrent dans l'intervalle I1 à l'instant t0 (partie a), la distance z qu'ils parcourent est portée en ordonnées en fonction des temps figurant en abscisse. Ces ions sont soumis (b) à un champ électrique Eo pendant leur traversée de l'intervalle I1, ce champ modifiant légèrement leur vitesse, (cette modification de vitesse est en général faible devant la vitesse proprement dite). Des ions plus rapides que les précédents ont atteint l'intervalle I1 à l'instant t, antérieur à to. Ils sont soumis à un champ E, plus faible que Eo. Inversement, des ions plus lents n'atteignent l'intervalle 1, qu'à l'instant t2>to et ces derniers voient un champ E2 plus intense que Eo. Les grandeurs relatives des champs sont donc telles que les ions les plus lents vont pouvoir rejoindre les ions les plus rapides: c'est le fonctionnement en groupeur.

[0009] Ce mécanisme suppose évidemment que le champ électrique croisse dans le temps de façon appropriée. En pratique, on n'utilise que rarement la modulation idéale qui serait linéaire, mais plutôt une modulation sinusoïdale ou une somme de modulations sinusoïdales beaucoup plus facile à obtenir, cette modulation n'étant utilisée que sur one partie sensiblement linéaire. Les ions qui pénètrent dans l'intervalle 1, à des périodes où le champ ne présente pas la variation appropriée ne sont évidemment pas regroupés. Mais, pour les autres, on observe un regroupement à une distance z0 de l'intervalle I1.

[0010] Dans un dégroupeur d'ions, le méchanisme est analogue à cette différence qu'il tend à réduire le déficit en énergie des ions lents et à réduire l'excès d'énergie des ions rapides. Un dégroupeur placé à une distance z reçoit des ions à l'instant to et leur applique un champ Eô. Des ions plus rapides ont atteint l'intervalle d'interaction du dégroupeur à l'instant

antérieur à t'0. Ils sont soumis à un champ E'1 plus faible que E'0. Quant aux ions plus lents, qui atteignent le dégroupeur en t'2, ils voient dans l'intervalle d'interaction un champ E'2 supérieur à E'0. A la sortie du dégroupeur, les ions sont animés de vitesses sensiblement égales, mais corrélative- ment, ils occupent une partie étendue de l'espace.

[0011] Aussi bien dans un groupeur que dans un dégroupeur, les intervalles où les ions subissent l'action du champ électrique doivent être suffisamment courts pour que le temps de transit des ions soit inférieur à la demi-période du champ. Si v est la vitesse des ions et T la période, on doit donc avoir:



[0012] A titre explicatif, on peut indiquer que les tensions que l'on recontre habituellement dans les groupeurs de faisceaux d'ions sont définies par deux impératifs: la modulation de vitesse apportée au faisceau doit être faible devant la vitesse dudit faisceau, et la tension d'accélération doit être grande devant les fluctuations naturelles du faisceau. En pratique, on utilise des tensions de l'ordre de quelques dizaines de kilovolts ou moins.

[0013] Quant aux tensions utlisées dans les dégroupeurs, elles sont de l'ordre de grandeur de la dispersion en énergie du faisceau et peuvent être comprises entre 10 kV et 100 kV environ.

[0014] Au sujet de ces appareils, on pourra consulter l'article de E. L. Hubbard et al intitulé "Heavy-lon Linear Accelerator" publié dans la revue "The Review of Scientific Instruments", vol. 32, No. 6, juin 1961, page 621, l'article de J. S. Sokolowski et al intitulé "Status Report on Stanford's Superconducting Heavy Ion Linear Project" publié dans la revue "IEEE Transactions on Nuclear Science", vol NS-24, No. 3, juin 1977, page 1141, et enfin l'article de B. Cork intitulé "Proton Linear Accelerator Injector for the Bevatron" et publié dans la revue "The Review of Scientific Instruments" vol. 26, No. 2, février 1955, page 210.

[0015] Ces généralités ayant été rappelées, il est possible de définir l'invention par rapport l'art antérieur. La structure représentée sur la figure 1 est, parmi les structures connues, celle qui se rapproche le plus de l'invention. On peut considérer qu'elle est formée d'une première partie constituée par le support 16, les faces 4 et 6 et la paroi 2, cette partie étant équivalente à une ligne résonnante en λ/4, si λ est la longueur d'onde du champ électromagnétique introduit dans la structure et d'une seconde partie constituée par les intervalles 1, et 12 qui sont des zones de nature capacitive.

[0016] L'intérêt d'une telle structure est de présenter un ecombrement faible (inférieur à λ/4) alors que pour les structures à un seul intervalle d'interaction, les dimensions sont de l'ordre de A/2, ce qui devient prohibitif pour des fréquences de travail inférieures à 100 MHz (la demi-longueur d'onde est alors égale à 1,5 m).

[0017] Cette structure de l'art antérieur nécessite que les actions exercées par le champ électrique sur les ions dans les deux intervalles d'interaction soient cumulatives. Cela implique que les ions parcourent la distance L séparant ces deux intervalles en un temps qui est un multiple impair de la demi-période T du champ. Cette structure de l'art antérieur ne fonctionne donc correctement que si les ions sont animés d'une vitesse voisine de 2L/T (ou d'un multiple de cette vitesse).

[0018] Cette contrainte imposée à la vitesse des ions est gênante dans la plupart des applications des groupeurs et dégroupeurs. En effet, ces appareils sont utilisés en général dans des installations comprenant, par exemple et successivement, une source d'ions, un injecteur, un premier accélérateur (de type Van de Graaf par exemple), un second accélérateur (de type linéaire par exemple). Or, dans de telles installations, il est fréquent d'avoir à faire varier l'énergie des ions, ce qui revient à modifier leur vitesse, ou de passer d'un type d'ions à un autre à énergie constante, ce qui entraîne encore une modification de leur vitesse.

[0019] Il n'est donc pas possible d'utiliser les appareils décrits dans tous les cas et ils doivent être modifiés dans leur dimension en fonction des besoins, ce qui est peu commode.

[0020] Cettes, on connaît des dispositifs à un seul intervalle d'accélération qui ne présentent pas cet inconvénient du fait même de l'unicité de cet intervalle. Mais comme cela a déjà été souligné plus haut, ces dispositifs présentent un inconvénient majeur du fait de leur encombrement qui est d'autant plus grand que la fréquence est basse.

[0021] L'invention a justement pour objet un groupeur-dégroupeur qui remédie simultanément à ces deux inconvénients. A cette fin, le groupeur-dégroupeur de l'invention est du genre de ceux qui comprennent deux intervalles et, à ce titre, il bénéficie de l'avantage offert par cette famille de dispositifs, à savoir un encombrement faible. Par ailleurs, le groupeur-dégroupeur de l'invention ne présente pas l'inconvénient d'avoir une plage de vitesse étroite et cela grâce à une disposition originale des deux intervalles d'interaction.

[0022] Le groupeur-dégroupeur de l'invention peut donc fonctionner dans une large gamme de vitesses tout en présentant un faible encombrement.

[0023] Ce double but est atteint par l'utilisation de deux intervalles qui ne sont plus symétriques, comme dans l'art antérieur, mais au contraire très dissymétriques, l'un d'eux étant le siège d'un champ électrique qui est faible par rapport au champ qui règne dans l'autre. La contribution de cet intervalle dans le processus demodula- tion de vitesse est alors négligeable devant celle de l'autre intervalle. Il en résulte que la condition sur le caractère cumulatif des deux actions exercées par le champ dans les deux intervalles disparaît et avec elle, la contrainte sur le temps de parcours des ions d'un intervalle à l'autre.

[0024] De façon plus précise, la présente invention a pour objet un groupeur-dégroupeur de faisceau d'ions, du genre de ceus qui comprennent une structure résonnante alimentée par un générateur haute fréquence ou hyper- fréquence, cette structure comportant une paroi cylindrique fermée par deux faces latérales traversées respectivement par un conduit d'entrée et un conduit de sortie du faisceua, et comportant un tube de glissement disposé entre lesdits conduits et définissant avec le conduit d'entrée un premier intervalle et avec le conduit de sortie un second intervalle, le faisceau d'ions étant introduit dans cette structure par le conduit d'entrée, subissant d'abord, dans le premier intervalle, une première action de la part du champ électrique qui y règne, puis parcourant le tube de glissement et subissant enfin dans le second intervalle une seconde action de la part du champ électrique qui y règne et quittant la structure par le conduit de sortie; ce groupeur-dégroupeur est caractérisé en ce que les deux intervalles définis par le tube de glissement et les conduits d'entrée et de sortie sont fortement dissymétriques, l'un des deux intervalles offrant au faisceau d'ions un champ electrique très inférieur à ce qu'offre l'autre intervalle, l'action exercée dans ledit intervalle par le champ électrique sur les ions, étant alors négligeable devant celle qui est exercée dans l'autre intervalle.

[0025] Selon une première variante, le groupeur-dégroupeur de l'invention est caractérisé en ce que l'intervalle à action faible présente une longueur telle qu'il est parcouru par le faisceau d'ions en un temps grand devant la demi-période de résonance de la structure.

[0026] Selon une seconde variante, le groupeur-dégroupeur de l'invention est caractérisé en ce que les conduits d'entrée et de sortie ont des sections différentes, le tube de glissement présentant une forme évasée passant d'une section faible égale à celle de l'un des conduits à une section forte égale à celle de l'autre conduit.

[0027] Selon une troisième variante, les deux dispositions précédentes sont combinées.

[0028] De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui va suivre, d'exemples de réalisation donnés à titire -explicatif et nullement limitatif. Cette description se réfère à des dessins sur lesquels:

- la figure 1 représente une structure résonnante de groupeur-dégroupeur selon l'art antérieur,

- la figure 2 est un schéma explicatif du fonctionnement d'un groupeur-dégroupeur,

- la figure 3 représente un schéma électrique d'une structure résonnante de groupeur-dégroupeur selon un première variante de l'invention,

-la figure 4 représente, en coupe, une structure correspondant à ce schéma,

- la figure 5 représente schématiquement une structure résonnante de groupeur-dégroupeur selon une seconde variante de l'invention,

- la figure 6 représente schématiquement une structure résonnante du groupeur-dégroupeur selon une troisième variante de l'invention,

- la figure 7 représente un mode particulier de réalisation d'un groupeur-dégroupeur conforme à l'invention.



[0029] Les figures 1 et 2 sont relatives à l'art antérieur et ont déjà été décrites. Sur les autres figures relatives à la présente invention, il est supposé à titre illustratif, que le premier intervalle traversé par le faisceau d'ions est l'intervalle à action prépondérante, le second intervalle intervenant de façon négligeable. Mais il va de soi que cet ordre pourrait être inversé, le faisceau pouvant pénétrer d'abord dans l'intervalle à action négligeable. Par ailleurs, dans la description qui suit, il est question d'un "groupeur", mais il va de soi que les structures décrites peuvent aussi bien fonctionner en dégroupeur.

[0030] Les figures 3 et 4 tout d'abord illustrent une première variante de l'invention. Sur le schéma de la figure 3, on trouve un conduit d'entrée 20, un tube de glissement 22 et enfin, un tube de sortie 24. Un faisceau d'ions 26 traverse successivement ces trois éléments qui sont portés à des potentiels respectivement égaux à 0, V et O. La structure réelle est représentée sur la figure 4. Elle est alimentée par une source 28, haute fréquence ou hyperfréquence, les moyens de couplage de cette source à la structure résonnante n'étant pas représentés explicitement, car ils sont bien connus de l'homme de l'art.

[0031] Le conduit d'entrée 20 et le tube de glissement définissent un premier intervalle I1, de longueur 1, qui est le siège d'un champ électrique de valeur moyenne V/I1. La longueur I1 est choisie suffisamment courte pour que le temps de transit des ions soit inférieur à la demi-période T/2 du champ. On a donc:

comme dans l'art antérieur.

[0032] Le tube de glissement 22 et le conduit de sortie 24 définissent un second intervalle 12, de longueur 12 beaucoup plus grande que 1,.

[0033] Cet écart entre les longueurs I1 et I2 entraîne deux conséquences: la première est que le champ électrique moyen VlI2 qui règne dans le second intervalle est beaucoup plus faible que le champ moyen V/I1 qui règne dans le premier; la seconde est que la longueur 12 n'est plus petite devant

comme l'est 11, de sorte que le temps de transit des ions à travers cet intervalle peut atteindre ou même dépasser la période T du champ. Celui-ci change donc de direction au cours de ce transit, de sorte que son' action nette sur les ions est très faible.

[0034] Ces deux particularités de champ-faiblesse de son intensité et alternance pendant la traversée des ions-contrlbuent à rendre son action négligeable devant celle qui est exercée dans le premier intervalle. Il en résulte que, dans un tel groupeur, la vitesse des ions n'est plus soumise à la condition évoquée plus haut à propos de l'art antérieur et qui porte surf le temps mis par les ions pour passer d'un intervalle à l'autre, l'instant où les ions pénétrent dans l'intervalle 12 devenant en effet indifférent.

[0035] La figure 5 illustre une seconde variante de l'invention. Le dispositif représenté comprend encore un conduit d'entrée 30, un tube de glissement 32 et un conduit de sortie 34. Mais ce conduit de sortie possède une section plus grande que le conduit d'entrée. Le tube de glissement présente alors une forme évasée qui constitue une transition ' entre les conduits d'entrée et de sortie.

[0036] Sur la variante représentée, les intervalles I1 et I2 ont même longueur I1=I2. Le champ électrique moyen V/I2 qui règne entre le tube de glissement 32 et le conduit de sortie 34 est donc le même que celui qui règne entre le conduit d'entrée 30 et le tube de glissement 32. Mais il s'agit du champ qui règne dans une zone éloignée de celle qui est traversée par le faisceau d'ions. Le champ qui agit sur les ions est en fait différent de celui qui règne au niveau de conduit de sortie. Si l'on suppose que la structure est de révolution autour de l'axe du faisceau, le champ Eo sur cet axe est relié au champ Eg et au rayon a, par la relation classique:

où I0 est la fonction de Bessel modifiée de première espèce et d'ordre 0 et β le rapport de la vitesse v des ions à celle de la lumière et A la longueur d'onde du champ dans le vide. Si l'on désigne par x la quantité

le développement en série de I0 est:



[0037] Le champ Eo sur l'axe est donc inférieur au champ Ea (lequel est en moyenne égal à V/12) et peut être nettement inférieur à ce champ. Par exemple pour β=0,01, λ=6 m (f=50 MHz) et a=10 cm, on a I0≃28.

[0038] Dans cette variante, le second intervalle 12 joue donc bien un rôle négligeable devant celui jouf par I1, parce que le champ sur l'axe y est beaucoup plus faible que dans le premier. Ce rôle déjà effacé joué par l'intervalle 12 peut encoure être réduit dans une troisième variante, si cet intervalle est allongé, comme représenté sur la figure 6, jusqu'à présenter une longueur 12 grande devant vT. Alors, comme dans la variante illustrée par les figures 3 et 4, le champ agit selon des directions qui varient pendant la traversée des ions, ce qui réduit son action nette.

[0039] Il va de soi que les structures qui viennent d'être décrites peuvent être de révolution ou présenter des formes autres, parallélépipédiques par exemple.

[0040] Il va également de soi qu'on peut adopter pour la cavité résonnante proprement dite, une grande variété de formes. Elle peut être du type à ligne en λ/4 comme sur la figure 4, mais aussi à support en hélice ou en spirale, cette dernière variété étant illustrée sur la figure 7.

[0041] La structure représentée sur cette figure comprend une cavite 40, des conduits d'entrée 42 et de sortie 44, un tube de glissement 46, un conducteur spiralé 48 formant self-inductance; les espaces compris entre le tube 46 et les conduits 42 et 44 constituent des zones capacitives. Cette disposition permet de diminuer sensiblement l'encombrement de la structure.

[0042] Dans tous les cas, la cavité peut être accordable par variations de certaines dimensions.


Revendications

1. Groupeur-dégroupeur de faisceau d'ions, du genre de ceus qui comprennent une structure résonnante alimentée par un générateur haute-fréquence ou hyper-fréquence, cette structure comportant une paroi cylindrique fermée par deux faces latérales traversées respectivement par un conduit d'entrée et un conduit de sortie du faisceau, et comportant un tube de glissement disposé entre lesdits conduits et définissant avec le conduit d'entrée un premier intervalle et avec le conduit de sortie un second intervalle, le faisceau d'ions étant introduit dans cette structure par le conduit d'entrée, subissant d'abord dans le premier intervalle une première action de la part du champ électrique qui y règne, puis parcourant le tube de glissement et subissant dans le second intervalle, une seconde action de la part du champ électrique qui y règne et quittant la structure par le conduit de sortie, caractérisé en ce que les deux intervalles définis par le tube de glissement et les conduits d'entrée et de sortie sont fortement dissymétriques, l'un des deux intervalles offrant au faisceau d'ions un champ électrique très inférieur à ce qu'offre l'autre intervalle, l'action exercée dans ledit intervalle par le champ électrique sur les ions étant alors négligeable devant celle qui est exercée dans l'autre intervalle.
 
2. Groupeur-dégroupeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'entrée et de sortie ont des sections différentes, le tube de glissement présentant une forme évasée passant d'une section faible égale à celle de l'un des conduits à une section forte égale à celle de l'autre conduit.
 
3. Groupeur-dégroupeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'intervalle à action faible présente une longueur telle qu'il est parcouru par le faisceau d'ions en un temps grand devant la demi-période de résonance de la structure.
 
4. Groupeur-dégroupeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure est du type en ligne quart d'onde, ou à spirale, ou à hélice, ou à self-inductance localisée.
 


Ansprüche

1. lonen-Bündelungsvorrichtung von der Art, welche eine von einem Hochfrequenz- oder Hyperfrequenzgenerator gespeiste Resonanzstruktur aufweist, welche eine Zylinderwandung, die durch zwei Seitenflächen geschlossen ist, durch die ein Eintrittsroh,r bzw. ein Austrittsrohr für das Strahlenbündel hindurchgehen, und eine Driftröhre umfaßt, welche zwischen den beiden Rohren angeordnet ist und mit dem Eintrittsrohr einen ersten Zwischenraum und mit dem Austrittsrohr einen zweiten Zwischenraum festlegt, wobei der lonenstrahl in diese Strucktur durch das Eintrittsrohr zuführbar ist und zunächst in dem ersten Zwischenraum einer ersten Wirkung durch das dort vorliegende elektrische Feld ausgesetzt ist, dann die Driftröhre durchläuft und in dem zweiten Zwischenraum einer zweiten Wirkung des dort vorliegenden, elektrischen Feldes ausgesetzt ist und die Struktur durch das Austrittsrohr verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei durch die Driftröhre und das Eintrittsrohr und das Austrittsrohr festgelegten Zwischenräume sehr ungleich sind, wobei in dem einen der beiden Zwischenräume für den lonenstrahl ein sehr viel kleineres elektrisches Feld als in dem anderen Zwischenraum vorhanden ist und die in dem einen Zwischenraum durch das elektrisehe Feld auf die Ionen ausgeübte Wirkung gegenüber derjenigen vernachlässigbar ist, welche in dem anderen Zwischenraum ausgeübt wird.
 
2. lonen-Bündelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsrohr und das Austrittsrohr unterschiedliche Querschnitte aufweisen und daß die Driftröhre eine sich erweiternde Form aufweist, die von einem kleinen Querschnitt, der gleich demjenigen von einem der Rohre ist, zu einem großen Querschnitt übergeht, der gleich demjenigen des anderen Rohres ist.
 
3. lonen-Bündelungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit der schwachen Wirkung eine derartige Längenabmessung aufweist, welche von dem lonenstrahl in einer Zeit durchlaufen wird, welche gegenüber einer Halbperiode der Resonanz der Struktur groß ist.
 
4. lonen-Bündelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur von der Art mit einer linearen Viertelwellenlänge oder spiralförmig oder schraubenförmig oder mit einem örtlichen induktiven Widerstand ist.
 


Claims

1. Ion-beam bundling device of the type comprising a resonating structure supplied by a high-frequency or hyper-frequency generator, said structure comprising a cylindrical wall closed by two end faces through which pass respectively an inlet duct and an outlet duct for the beam, and having a transition tube disposed between the said ducts and defining a first distance with the inlet duct and a second distance with the outlet duct, the ion beam being introduced into the structure through the inlet duct and being subjected, over the first distance, to a first action from the electrical field obtaining therein, then passing through the transition tube and being subjected, over the second distance, to a second action from the electrical field obtaining therein, and leaving the structure by the outlet duct, characterized in that the two distances defined by the transition tube and the inlet and outlet ducts are very different in magnitude, the electrical field obtaining over one of the two distances being much smaller than that obtaining over the other distance,, the action exercised over the said distance by the electrical field on the ions being thereby negligible compared with that exercised over the second distance.
 
2. Bundling device according to Claim 1 characterized in that the inlet and outlet ducts have different cross-sections, the transition tube being flared from a narrower end, whose section is equal to that of one of the ducts, to a wider end, whose section is equal to that of the other duct.
 
3. Bundling device according to either of Claims 1 and 2 characterized in that the distance subjected to the weaker action has a length such that it is traversed by the ion beam in a time which is larger than the half-period of resonance of the structure.
 
4. Bundling device according to any one of Claims 1 to 3 characterized in that the structure is of the linear quarter-wave, spiral, helical or localised self-inductance type.
 




Dessins