Caracterisation des cathodes thermoioniques classiques utilisees en photoemission impulsionnelle picoseconde fort courant

Characterisation of classicals thermionic cathodes used in photoemission pulsed picosecond high current

• Auteur / Autrice : GUY FLORENT RAJAONERA
• Direction : Joël Le Duff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Cette these, essentiellement experimentale, est consacree a l'etude de differentes cathodes thermoioniques utilisees en tant que photocathodes en regime impulsionnel fort courant. Ces etudes entrent dans le cadre general des recherches et developpements sur les sources radiofrequences declenchees par laser qui seront utiles pour les accelerateurs du futur. Une application immediate de ces travaux est en cours sur le projet du photoinjecteur candela du lal a orsay. Le choix de ces cathodes, classiquement utilisees comme emetteurs thermoioniques (une cathode impregnee de type scandiee et deux cathodes trioxydes), est motive par leur faible travail de sortie et leur bonne duree de vie. Un laser nd:yag picoseconde est utilise pour l'experimentation sur ces cathodes a la frequence fondamentale et avec les harmoniques 2, 3 et 4 ; il delivre une impulsion de 35 ps, et un champ electrique continu est applique entre l'anode et la cathode. Les resultats ont permis de distinguer deux types de comportements: d'une part metallique ou l'emission est sensible a un effet de surface (cathode scandiee) et d'autre part semiconducteur ou l'emission de volume est dominante (cathode trioxyde). Un phenomene physique particulier influant sur la duree de l'impulsion electronique et lie a la creation d'excitons est observe avec les cathodes trioxydes. Ceci entraine un accroissement brusque des rendements quantiques ( > 10#-#3). Une assistance thermique permet de limiter ces effets qui peuvent etre un parametre critique pour une utilisation en regime picoseconde. Dans ce cas la photoemission est dite assistee par les excitons