Accélérateur d'électrons et générateur d'ondes millimétriques et infra-millimétriques comportant un tel accélérateur

Description

[0001] La présente invention concerne un accélérateur d'électrons qui peut être utilisé dans un générateur d'ondes millimétriqués et infra-millimétriques. Elle concerne également les générateurs comportant de tels accélérateurs.

[0002] Des générateurs d'ondes infra-millimétriques tels que les lasers à électrons libres sont connus, notamment par l'article de L.R. Elias et al, paru en 1976, dans la revue «Phisical review letters», volume 36, pages 717 et suivantes.

[0003] Dans ces lasers à électrons libres, un faisceau d'électrons qui se déplace selon une direction Oz avec une vitesse V_z voisine de celle c de la lumière est périodiquement accéléré dans la direction transversale à Oz.

[0004] Ces accélérations transversales périodiques sont généralement obtenues en établissant soit un champ magnétique en hélice, de pas P et d'axe Oz, soit deux champs transversaux à l'axe Oz, de sens opposés et répartis périodiquement dans l'espace avec une même période P.

[0005] Le problème qui se pose avec ces lasers est que deux exigences contradictoires commandent la valeur de la période P des accélérations transversales:

- d'une part, la fréquence _P du rayonnement émis selon l'axe Oz par les électrons, périodiquement accélérés dans une direction transversale à Oz, est inversement proportionnelle à la période P puisqu'elle s'écrit:

On a donc intérêt pour augmenter la fréquence à choisir P aussi faible que possible;

- d'autre part, la puissance rayonnée par les électrons est proportionnelle au carré des accélérations transversales. Pour avoir des accélérations importantes, il faut disposer de champs magnétiques de grande intensité. Pour créer ces champs magnétiques, la période P doit être importante afin qu'il soit matériellement possible de loger les conducteurs qui créent ces champs magnétiques. On a donc intérêt pour augmenter la puissance rayonnée à choisir P aussi élevée que possible.

[0006] Ces lasers ne permettent d'obtenir simultanément des fréquences de quelques dizaines de gigaherz et un champ magnétique alterné de quelques teslas d'amplitude qu'à condition d'augmenter considérablement leur longueur, ce qui est un inconvénient. De plus, leur rendement est peu élevé et la puissance rayonnée reste faible.

[0007] La présente invention concerne un accélérateur d'électrons et un générateur d'ondes millimétriques et infra-millimétriques comportant cet accélérateur qui sont de conception différente de ce qui est connu dans l'art antérieur.

[0008] Le générateur selon la présente invention permet d'obtenir simultanément une fréquence et une puissance rayonnée élevées, tout en conservant des dimensions semblables à celles des tubes électroniques standards.

[0009] Ainsi avec un tube de 1 à 2 m selon Oz, on peut atteindre des fréquences de 300 GHz environ avec un faisceau de 2 à 3 MeV.

[0010] Le rendement de ce générateur est élevé, de l'ordre de 50%, et avec un courant de 10 mA environ dans le circuit de polarisation cathode-anode, on obtient une puissance rayonnée de 7,5 KW.

[0011] De plus, un autre avantage de ce générateur est qu'il n'exige pas de tension continue trop élevée (200 KV environ entre l'anode et la cathode) et que la valeur de cette tension continue peut varier dans une grande plage.

[0012] La présente invention concerne un accélérateur d'électrons comportant dans une enceinte à vide, un canon à électrons qui produit un faisceau d'électrons se propageant suivant un axe Oz, ledit accélérateur d'électrons comportant de plus une bobine laquelle entoure l'enceinte et produit un champ magnétique orienté suivant l'axe, caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur de l'enceinte, une ligne à retard, alimentée par un générateur haute fréquence, cette ligne à retard permettant l'établissement d'un champ électrique haute fréquence longitudinal orienté selon l'axe Oz, en ce que l'intensité du champ magnétique va en croissant au niveau de la ligne à retard et en ce que le canon à électrons produit des électrons dont les vitesses possèdent une première composante orientée selon l'axe et correspondant au régime newtonien, ainsi qu'une composante transversale non nulle.

[0013] La présente invention concerne également un générateur d'ondes millimétriques et infra-millimétriques qui comporte un accélérateur d'électrons selon l'invention.

[0014] Dans ce générateur, le faisceau d'électrons pénètre dans une cavité résonnante accordée à la fréquence F_M correspondant à une pulsation _MM légèrement supérieure

. ° a

[0015] La bobine qui entoure l'enceinte à vide au niveau de la cavité résonnante crée un champ magnétique uniforme selon l'axe Oz.

[0016] L'accélérateur d'électrons selon la présente invention peut être utilisé comme on va le voir dans la description suivante dans les générateurs d'ondes millimétriques et infra-millimétriques.

[0017] Il peut aussi être utilisé dans d'autres dispositifs que ces générateurs.

[0018] En ce qui concerne le générateur selon l'invention, il a les mêmes applications que les générateurs de l'art antérieur pour ondes millimétriques et infra-millimétriques, à savoir l'émission radar, la mesure dans les installations de plasma, la séparation isotipique...

[0019] D'autres objets, caractéristiques et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représent:

La figure 1, la répartition des champs magnétiques et une trajectoire électronique dans les lasers à électrons libres selon l'art antérieur;

Les figures 2 et 3, la trajectoire suivie par un électron en deux points du générateur selon l'invention;

Les figures 4 et 5, une vue longitudinale suivant l'axe Oz et une vue transversale selon le plan F de la figure 4 d'un mode de réalisation du générateur selon l'invention.

[0020] Sur les différentes figures, les mêmes repères désignent les mêmes éléments, mais, pour des raisons de clarté, les cotes et proportions des divers éléments ne sont pas respectées.

[0021] La figure 1, représente la répartition des champs magnétiques et une trajectoire électronique dans les lasers à électrons libres selon l'art antérieur dont il a été précédemment question.

[0022] On rappelle que dans ces lasers un faisceau d'électrons 1 qui se déplace selon une direction Oz avec une vitesse V_z voisine de celle de la lumière est périodiquement accéléré dans la direction transversale à Oz.

[0023] Pour cela, on peut établir, sur une certaine longueur L, deux champs B₁ et 8₂, transversaux à l'axe Oz et de sens opposés. Ces champs B₁ et B₂ sont répartis périodiquement sur la longueur L avec une même période P.

[0024] A cause des champs 8₁ et 8₂ le faisceau d'electrons 1 monte etdescend comme cela est représenté sur la figure et subit donc des accélérations transversales. Les électrons rayonnent une puissance qui est proportionnelle au carrée des accélérations transversales.

[0025] La figure 4, représente une vue longitudinale, suivant l'axe Oz d'un mode de réalisation du générateur selon l'invention.

[0026] Ce générateur 2 comporte deux parties:

- une première partie 3 dans laquelle s'effectue l'accélération du faisceau d'électrons 1;

- une deuxième partie 4 dans laquelle s'effectue le prélèvement d'énergie sous forme d'ondes millimétriques et infra-millimétriques.

[0027] On va d'abord décrire l'accélérateur d'électrons 3.

[0028] Cet accélérateur comporte, dans une enceinte à vide 5, un canon à électrons qui produit un faisceau d'électrons avec une vitesse non nulle dans une direction transversale à Oz et avec une vitesse selon l'axe Oz, V_z, sensiblement inférieure à celle de la lumière, V_z = o, 1 . c par exemple.

[0029] La figure 2, représente la trajectoire hélicoïdale suivie par un électron à la sortie du canon à électrons.

[0030] Ce canon à électrons comporte généralement une cathode 7 en forme d'anneau qui produit un faisceau cylindrique creux.

[0031] De tels canons à électrons sont connus notamment par la thèse soutenue le 12.07.79 à l'Institut Polytechnique de Grenoble par J.L. ALIROT et intitulée «Injecteur pour tube générateur d'onde haute fréquence du tube gyrotron à injection centrale».

[0032] L'accélérateur selon l'invention peut également fonctionner sans utiliser un faisceau cylindrique creux mais en utilisant un faisceau mince décentré.

[0033] Sur la figure 4, on n'a représenté schématiquement que la cathode 7 de ce canon, et l'anode en deux parties, 6 et 8.

[0034] La haute tension continue, appliquée entre la cathode et l'anode est choisi de façon à imprimer au faisceau d'électrons la vitesse longitudinale V_z.

[0035] Une bobine de focalisation 9 entoure l'enceinte à vide au niveau du canon à électrons. A ce niveau, l'enceinte à vide est constituée d'un matériau isolant, verre ou céramique, car elle reçoit la haute tension continue.

[0036] Cette bobine 9 crée un champ magnétique de sens inverse à celui qui est créé dans le reste de l'accélérateur. Cela est nécessaire pour que le faisceau d'électrons ait dans le reste de l'accélérateur une trajectoire en spirale centrée sur l'axe.

[0037] Après le canon à électrons, l'enceinte à vide 5 comporte une ligne à retard 10 disposée selon l'axe Oz et alimentée par un générateur haute fréquence 11.

[0038] Cette ligne à retard doit permettre l'établissement d'un champ électrique haute fréquence longitudinal, selon l'axe Oz. Cette ligne à retard est généralement constituée par un guide à iris, comme cela est représenté sur la figure 4. D'autres types de ligne à retard pourraient être utilisé tels qu'une ligne à retard en hélice par exemple.

[0039] La fréquence délivrée par ce générateur 11 est indépendante de celle délivrée par le générateur selon l'invention; la fréquence délivrée par le générateur 11 est généralement beaucoup plus basse que celle délivrée par le générateur selon l'invention, et comprise entre 1 GHz et 10 GHz.

[0040] Dès qu'il pénètre dans le guide à iris 10, le faisceau d'électrons 1 est soumis à un champ magnétique qui croît selon l'axe Oz et qui est produit par une bobine 12.

[0041] Dès qu'il pénètre dans le guide à iris 10, chaque électron décrit une trajectoire en spirale qui se rapproche de plus de l'axe Oz.

[0042] Sur la figure 3, on a représenté en trait fin les lignes de force du champ magnétique croissant selon l'axe; ces lignes de forse se rapprochent de plus en plus de l'axe Oz.

[0043] Sur la figure 3, on a aussi représenté en trait fort la trajectoire en spirale d'un électron qui s'enroule approximativement sur un tube de champ magnétique et se rapproche de l'axe Oz.

[0044] Le champ magnétique croissant permet d'augmenter la vitesse de rotation des électrons autour de l'axe Oz. L'énergie longitudinale fournie par le générateur H.F. 11 est transformée en énergie transversale, et les électrons reçoivent donc des accélérations transversales importantes.

[0045] Les électrons peuvent ainsi atteindre par exemple, une énergie égale à 4 W_o, où W_o = 511 KeV est l'énergie des électrons au repos.

[0046] La croissance du champ magnétique créé par la bobine 12 selon l'axe Oz se fait lentement. A titre d'exemple, chaque électron décrit environ une dizaine d'orbites dans le guide à iris 10.

[0047] Lorsqu'un électron se trouve placé dans un champ magnétique d'intensité B, sa vitesse de rotation dans le plan perpendiculaire au champ électrique s'écrit:

où e est la charge électrique de l'électron, m_o, la masse de l'électron au repos, W_o et W, l'énergie de l'électron respectivement au repos et en mouvement.

[0048] Placé dans un champ magnétique croissant lentement avec Oz et dans un champ électrique d'amplitude E, selon Oz, qui est produit par le générateur H.F. 11, chaque électron décrit une spirale. La composante suivant l'axe Oz de la force agissant sur les électrons a pour expression:

où C est une constante du mouvement qui s'écrit:

avec r le rayon de l'orbite décrite par les électrons.

[0049] L'énergie transmise aux électrons provient du champ électrique d'amplitude E, selon Oz, qui est produit par le générateur H.F. 11.

[0050] La variation d'énergie en électrons-Volts du faisceau d'électrons de l'entrée à la sortie de l'accélérateur est donnée par l'équation:

[0051] On constate d'après l'équation précédente que la variation d'énergie du faisceau de l'entrée à la sortie de l'accélérateur ne dépend pas de la variation de la vitesse V_z des électrons selon l'axe OZ.

[0052] La vitesse V_z peut donc être constante sur l'axe Oz. La relation suivant doit être alors vérifiée entre la valeur du champ électrique selon Oz, E, et les variations du champ magnétique selon Oz:

[0053] Pour obtenir une vitesse V_z constante, il faut agir sur le champ magnétique croissant créé par la bobine 12.

[0054] Dans ce qui suit, on donne un exemple numérique correspondant au cas où on veut obtenir une énergie finale de 4 W_o.

[0055] A partir de l'égalité W = 4 W_o, on obtient per la relation:

la vitesse totale des électrons: V = 0,9682 . c.

[0056] On choisit, en fixant les caractéristiques du canon à électrons et en particulier de la tension continue entre l'anode et la cathode, de prendre une vitesse longitudinale constante égale à: V_z = 0,1 . c et une vitesse transversale égale à: 0,9631 . c. On détermine ensuite les grandeurs suivantes:

- champ magnétique initial: 0,1436T

- champ magnétique final: 3T

― fréquence cyclotronique: (e/2πm₀) . B = 84 GHz

― fréquence synchrotronique: (e/2πm) . B = 21 GHz

- rayon d'orbite initial: 10-^zm

― rayon d'orbite final: 0,219 . 10^-2m

- constante du mouvement C: 1,149 . 10-²⁴ (unités S.I.)

― énergie initiale: W₁ = 1,314 . W₀, où W₁ représente l'énergie de l'électron à l'entrée de la ligne à retard

- accélération totale en énergie: 1372 keV

- haute tension continue: 160 kV

― longueur de l'accélérateur: > 13. 10^-2m.

[0057] Après avoir décrit la première partie 3 du générateur 2 selon l'invention dans laquelle s'effectue l'accélération du faisceau d'électrons 1, on va maintenir décrire un mode de réalisation de la deuxième partie 4 de ce générateur dans laquelle s'effectue le prélèvement des ondes millimétriques et infra-millimétriques.

[0058] Dans cette deuxième partie, l'enceinte à vide 5 du générateur 2 présente un diamètre inférieur à celui qu'elle présente au niveau de l'accélérateur 3.

[0059] Ainsi, on peut glisser entre cette enceinte et la bobine 12 deux miroirs inclinés 13, métalliques par exemple, qui reçoivent le rayonnement cohérent émis par les électrons et le réfléchissent selon une direction parallèle à Oz pour qu'il soit utilisé ensuite.

[0060] Sur la figure 5 qui est une vue transversale selon le plan F de la figure 4 du générateur selon l'invention, on voit la section rectangulaire des miroirs 13.

[0061] Au niveau de la deuxième partie 4 du générateur, la bobine 12 crée un champ magnétique uniforme selon l'axe Oz.

[0062] Afin que le rayonnement émis par les électrons accélérés soit rendu cohérent, le faisceau d'électrons passe, après avoir traversé l'accélérateur, entre deux réflecteurs parallèles 14.

[0063] Ces deux réflecteurs sont séparés par une distance égale à N .

, où N est un nombre entier et λ_M la longueur d'onde du rayonnement cohérent que l'on va obtenir et qui sera précisée par la suite.

[0064] Chacun des réflecteurs 14 comporte une zone 15 semi-réfléchissante qui laisse passer une fraction du rayonnement et réfléchit le reste et une zone 16 réfléchissante. La zone réfléchissante d'un réflecteur fait face à la zone semi-réfléchissante de l'autre réflecteur, et vice-versa.

[0065] De ce fait, on recueille le rayonnement à travers l'enceinte à vide 5 qui est en verre à cet endroit-là dans deux directions opposées sur chaque zone qui laisse passer le rayonnement des deux déflecteurs.

[0066] Les miroirs 13 permettent de rabattre le rayonnement dans la direction Oz car il n'est pas possible de le laisser se propager perpendiculairement aux réflecteurs à cause de la présence de la bobine 12.

[0067] En fait, la deuxième partie 4 du générateur dans laquelle s'effectue le prélèvement des ordres millimétriques et infra-millimétriques constitue une cavité résonnante accordée à la fréquence F_M correspondant à λ_M.

[0068] Cette cavité peut être ouverte, c'est à dire constituée par exemple de deux réflecteurs parallèles comme c'est le cas sur le mode de réalisation représenté sur la figure 4.

[0069] Cette cavité peut aussi être fermée et constituée, par exemple, d'une portion de guide d'onde.

[0070] On sait par les travaux de J. SCHWINGER. et notamment par l'article publié à son nom dans «Physi- cal review», du 15.06.49, volume 75, numéro 12, pages 1912 à 1925, qu'un électron d'énergie W qui est placé dans un champ magnétique d'intensité B tourne avec la vitesse angulaire: W

mais qu'il rayonne au mieux autour des harmoniques de ω_s : ω_m = K . ω_s, avec un maximum pour:

c'est-à-dire autour d'une pul-

[0071] En effet, il est connu que le rayonnement synchrotronique stimulé se produit toujours à une fréquence très voisine de la fréquence de résonateur et supérieure à la fréquence de l'harmonique synchrotronique.

[0072] Dans le cas de l'exemple numérique cité précédemment, la longueur d'onde À_m et la fréquence F_M ont sensiblement pour valeur: λ_M = 222 µu et F_M = 1344 GHz.

[0073] L'accélérateur selon l'invention étant linéaire permet de faire varier, le long du parcours linéaire d'accélération, des paramètres, tels que par exemple l'épaisseur des vannes, en fonction de z pour s'adapter à la masse, à la vitesse des particules qui varient suivant l'axe z.

[0074] Le long d'un parcours circulaire, les conditions sont nécessairement périodiques.

Revendications

1. Accélérateur d'électrons, comportant, dans une enceinte à vide (5), un canon à électrons (6, 7, 8, 9), qui produit un faisceau d'électrons (1) se propageant suivant un axe Oz, ledit accélérateur d'électrons comportant de plus une bobine (12) laquelle entoure l'enceinte (5) et produit un champ magnétique orienté suivant l'axe Oz, caractérisé en ce qu'il comprend à l'intérieur de l'enceinte (5), une ligne à retard (10), alimentée par un générateur haute fréquence (11), cette ligne à retard permettant l'établissement d'un champ électrique haute fréquence longitudinal, orienté selon l'axe Oz, en ce que l'intensité du champ magnétique va en croissant au niveau de la ligne à retard, et en ce que le canon à électrons produit des électrons dont les vitesses possèdent une première composante (V_z) orientée selon l'axe (Oz) et correspondant au régime newtonien, ainsi qu'une composante transversale non nulle.

2. Accélérateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne à retard (10) est constituée par un guide à iris.

3. Accélérateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la croissance du champ magnétique selon l'axe Oz se fait de façon à ce que chaque électron décrive une dizaine d'orbites dans la ligne à retard (10).

4. Accélérateur selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'en agissant sur la bobine (12) qui crée le champ magnétique croissant selon Oz, la vitesse (V_z) des électrons selon l'axe Oz est rendue constante, la relation suivante devant alors être vérifiée entre l'amplitude E du champ électrique selon Oz dû au générateur haute fréquence (11) et les variations du champ magnétique selon Oz:

où C est une constante du mouvement et m la masse d'un électron accéléré.

5. Générateur d'ondes millimétriques et infra-millimétriques (2) comportant un accélérateur d'électrons (3) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'après avoir traversé la ligne à retard (10), le faisceau d'électrons (1) pénètre dans une cavité résonnante accordée à la fréquence F_M correspondant à une pulsation ω_M légèrement supérieure à

et en ce que la bobine (12) (5) crée un champ magnétique uniforme selon l'axe Oz au niveau de la cavité résonnante.

6. Générateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cavité résonnante est constituée par deux réflecteurs (14) parallèles, entre lesquels passe le faisceau d'électrons, ces réflecteurs étant séparés par une distance égale à N .

, où N est un nom- bre entier et λ_M la longueur d'onde correspondant à la pulsation ω_M.

7. Générateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacun des réflecteurs (14) comporte une zone semi-réfléchissante (15) et une zone réfléchissante (16), la zone réfléchissante d'un réflecteur faisant face à la zone semi-réfléchissante de l'autre réflecteur, caractérisé en ce que deux miroirs (13) inclinés sont placés entre l'enceinte à vide (5) du générateur et la bobine (12) qui crèe le champ magnétique uniforme, au niveau de la zone (15) de chaque réflecteur (14) qui laisse passer le rayonnement, ces deux miroirs (13) rabattant le rayonnement dans la direction Oz.

8. Générateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cavité résonnante est constituée par une portion de guide d'onde.

Ansprüche

1. Elektronenbeschleuniger, der in einer evakuierten Kammer (5) eine Elektronenkanone (6, 7, 8, 9) enthält, die ein Elektronenbündel (1) erzeugt, welches sich längs einer Achse Oz ausbreitet, wobei der Elektronenbeschleuniger ferner eine Spule (12) umfasst, welche die Kammer (5) umgibt und ein Magnetfeld erzeugt, das längs der Achse Oz orientiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass er im Inneren der Kammer (5) eine Verzögerungsleitung (10) enthält, die durch einen Hochfrequenzgenerator (11) gespeist ist, wobei diese Verzögerungsleitung den Aufbau eines längsgerichteten elektrischen Hochfrequenzfeldes ermöglicht, das gemäss der Achse Oz orientiert ist, dass die Intensität des Magnetfeldes auf der Höhe der Verzögerungsleitung zunimmt und dass die Elektronenkanone Elektronen erzeugt, deren Geschwindigkeiten eine erste Komponente (V_z) aufweisen, die gemäss der Achse (Oz) orientiert ist und dem Newtonschen Bereich entspricht, sowie eine nicht verschwindende transversale Komponente aufweisen.

2. Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsleitung (10) durch einen Irisblendenleiter gebildet ist.

3. Beschleuniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunahme des Magnetfeldes längs der Achse Oz derart erfolgt, dass jedes Elektron zehn Umläufe in der Verzögerungsleitung (10) vollführt.

4. Beschleuniger nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einwirken auf die Spule (12), welche das längs Oz zunehmende Magnetfeld erzeugt, die Geschwindigkeit (V_Z) der Elektronen längs der Achse Oz konstant gemacht ist, wobei dann die folgende Beziehung zwischen der Amplitude E des elektrischen Felder längs Oz aufgrund des Hochfrequenzgenerators (11) und den Änderungen des Magnetfeldes längs Oz gilt:

worin C eine Bewegungskonstante und m die Masse eines beschleunigten Elektrons ist.

5. Millimeterwellen- und Inframillimeterwellen-Generator (2), der einen Elektronenbeschleuniger (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronenbündel (1) nach Durchqueren der Verzögerungsleitung (10) in einen Resonanzhohlraum eindringt, der auf die Frequenz F_M abgestimmt ist, welche einer Kreisfrequenz w_m entspricht, die etwas grösser ist als

und dass die Spule (12) (5) ein gleichförmiges Magnetfeld längs der Achse Oz auf der Höhe des Resonanzhohlraumes erzeugt.

6. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzhohlraum gebildet ist aus zwei parallelen Reflektoren (14), zwischen denen das Elektronenbündel durchgeht, wobei diese Reflektoren durch einen Abstand N .

getrennt sind, worin N eine ganze Zahl und λ_M die Wellenlänge entsprechend der Kreisfrequenz wm ist.

7. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Reflektoren (14) eine halbreflektierende Zone (15) und eine reflektierende Zone (16) umfasst, wobei die reflektierende Zone eines Reflektors der halbreflektierenden Zone des anderenn Reflektors zugewendet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei geneigte Spiegel (13) zwischen der evakuierten Kammer (5) des Generators und der Spule (12) angeordnet sind, welche das gleichförmige Magnetfeld erzeugt, und zwar auf der Höhe der Zone (15) jedes Reflektors (14), der die Strahlung durchlässt, wobei diese beiden Spiegel (13)) die Strahlung in der Richtung Oz umlenken.

8. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzhohlraum durch einen Teil eines Wellenleiters gebildet ist.

Claims

1. Electron accelerator comprising in an evacuated chamber (5) an electron gun (6, 7, 8, 9) which produces an electron beam (1) which is propagated along an axis Oz, said electron accelerator comprising moreover a coil (12) which surrounds the chamber (5) and produces a magnetic field oriented along this axis Oz, characterized in that it comprises in the interior of the chamber (5) a delay line (10) fed by a high-frequency generator (11), said delay line permitting the creation of a longitudinal high-frequency electric field oriented along the axis Oz, that the intensity of the magnetic field increases at the level of the delay line, and that the electron gun produces electrons whose velocities have a first component (V_z) which is oriented along the axis (Oz) and corresponding to the Newton range and a transverse component which is not zero.

2. Accelerator according to claim 1, characterized in that the delay line (10) is formed by an iris guide.

3. Accelerator according to claim 1 or 2, characterized in that the increase of the magnetic field along the axis Oz is such that each electron executes 10 orbits in the delay line (10).

4. Accelerator according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that by acting on the coil (12) which produces the magnetic field increasing along Oz the velocity (V z) of the electrons along the axis Oz is rendered constant, the following relationship then holding true between the amplitude E of the electrical field along Oz due to the high-frequency generator (11) and the variations of the magnetic field along Oz:

where C is a movement constant and m the mass of an accelerated electron.

5. Millimeter wave and inframillimeter wave generator (2) comprising an electron accelerator (3) according to one of claims 1 to 4, characterized in that after having traversed the delay line (10) the electron beam (1) penetrates into a resonante cavity tuned to the frequency F_M corresponding to an angular frequency ω_M which is somewhat greater than

and that the coil (12) (5) generates a uniform magnetic field along the axis Oz at the level of the resonance cavity.

6. Generator according to claim 5, characterized in that the resonance cavity is formed by two parallel reflectors (14) between which the electron beam passes, said reflectors being separated by a distance equal to N .

, n being an integer and λ_M the wavelength corresponding to the angular frequency ω_M.

7. Generator according to claim 6, characterized in that each of the reflectors (14) comprises a semi- reflecting zone (15) and a reflecting zone (16), the reflecting zone of one reflector facing the semire- flecting zone of the other reflector, characterized in that two inclined mirrors (13) are disposed between the vacuum chamber (5) of the generator and of the coil (12) which generates the uniform magnetic field at the level of the zone (15) of each reflector (14) which allows the radiation to pass, said two mirrors (13) deflecting the radiation in the direction Oz.

8. Generator according to claim 5, characterized in that the resonance cavity is formed by a portion of a waveguide.

Dessins