EP2232520B1 - Source radiogene comprenant au moins une source d'electrons associee a un dispositif photoelectrique de commande - Google Patents

Source radiogene comprenant au moins une source d'electrons associee a un dispositif photoelectrique de commande Download PDF

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EP2232520B1
EP2232520B1 EP09703777.4A EP09703777A EP2232520B1 EP 2232520 B1 EP2232520 B1 EP 2232520B1 EP 09703777 A EP09703777 A EP 09703777A EP 2232520 B1 EP2232520 B1 EP 2232520B1
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EP
European Patent Office
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radiogenic
source according
source
photocathode
photocathodes
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EP09703777.4A
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EP2232520A1 (fr
Inventor
Pierre Legagneux
Ludovic Hudanski
Pascal Ponard
Christophe Bourat
Jean-Philippe Schnell
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/065—Field emission, photo emission or secondary emission cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/06—Cathode assembly
    • H01J2235/062—Cold cathodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/06—Cathode assembly
    • H01J2235/068—Multi-cathode assembly

Definitions

  • the field of the invention is that of the X-ray sources, generally used in industrial, scientific and medical applications in order to provide the flow of photons that makes it possible, in particular, to produce the images according to different reconstruction techniques in two or three spatial dimensions.
  • These X-ray sources are also interesting in the field of safety, including the inspection of luggage and parcels by X-rays.
  • X transmission is another usable technique. It gives access to a combination of the density of the material p and its effective atomic number Z eff , but not to each of these two quantities separately, and moreover, the contributions of several elements constituting the package are superimposed according to the thickness crossed. 3D imaging by transmission to a power allows a mapping of the attenuation coefficient ⁇ at any point of an object. This technique therefore makes it possible to overcome the thickness traversed.
  • the attenuation coefficient ⁇ is a function of the density of the material p, of its Z eff and depends on the energy.
  • the multi-energy X-ray transmission in 3D finally makes it possible to determine ⁇ , and Z eff .
  • devices use a polarized gate G, formed for example by wires or gratings, or pierced plate as illustrated in FIG. Figure 2a and 2b .
  • each X-ray source generally consists of at least one cathode, a filament, a current control gate (if it is modulated), carried at different high voltages through a high-voltage insulator as shown in FIG. Figure 2c .
  • the final size of the X-ray source is strongly influenced by the size of this insulation. Given these constraints of connection and electrical isolation, it is very difficult to consider two (or more) X sources in the same vacuum envelope. Thus existing systems comprising several sources X consist of several separate X-ray tubes.
  • the filament and its power are removed as shown in figure 3a .
  • This diode-type arrangement does not, however, make it possible to control the intensity of the current emitted independently of the anode voltage. Indeed, the voltage is set by the desired RX energy, and the mechanical distance between the anode and the cathode is fixed, so that the electric field at the top of the nanotubes and the emitted current are also fixed.
  • An advantageous arrangement as illustrated in figure 3b possibly constituted by a focusing element F (electrostatic or magnetic) and a polarized extraction grid G, can make it possible to control the current.
  • 3D imaging devices are of two types. In the first type, they comprise an X-ray generator and a detector facing each other, making it possible to measure the radiation that has passed through the object or the patient. In order to multiply the angles of view, these systems require the rotation of the source and the detector or the object or the patient. These systems are generally heavy and complex and require a significant analysis time incompatible with the new needs.
  • the second type allows 3D imaging techniques without any movement of the system or the object. They require several X-ray generators and several detectors allowing the observation under different incidences and imposing a recombination of the images obtained to extract the 3D information. These so-called tomosynthesis systems are simpler than the previous ones and can greatly reduce the analysis time and the complexity of the system.
  • some X-ray tubes include, in addition to the continuous high voltage, a linear accelerator (linac, abbreviated Anglo-Saxon) to carry the electrons at very high energy in order to produce X-rays themselves of very high energy.
  • a linear accelerator linac, abbreviated Anglo-Saxon
  • the injection of electrons into an accelerator structure of a linear accelerator is carried out in its conventional configuration using a cathode-based thermononic effect electron gun with grid or without grid.
  • the electronic emission is controlled by the heating of the cathode filament and / or the polarization of the control gate.
  • the present invention proposes in response an X-ray source comprising a cold source of electrons subjected to an electric field and operating by field emission, and a photoconductive element placed in series with the electron emitter so that the photogenerated current by illumination in the photoconductive device is equal to that of the transmitter.
  • the emitted current is controlled by illumination, directly, and not via a voltage control of an extraction electrode.
  • This arrangement guarantees a linear dependence of the emission current with the illumination and a very sensitive servocontrol of very good quality of the emitted current.
  • the subject of the invention is an X-ray source comprising at least one vacuum chamber, means for introducing an optical wave, at least one cold source capable of emitting electrons in a vacuum by the phenomenon of the emission of field when subjected to a field, at least one supply providing a high electrical voltage, at least one anode comprising a material capable of emitting X-rays under the effect of electronic bombardment and at least one window allowing the exit of X-rays, at least one source of light providing said optical wave, characterized in that the cold source comprises at least one substrate provided with at least one conductive surface, and is subjected to an electric field resulting from the application of the high voltage between at least one conductive surface and the anode; said cold source further comprising at least one photoconductive element in which the current is controlled by illumination and at least one electron emitting element, said photoconductive element being electrically connected in series between said at least one emitter element and a conductive surface such that the photogenerated current in said photoconductive element is equal to that of the transmitter or emitter group
  • the cold source can operate without extraction grid.
  • the cold source can thus be set to a negative high voltage, and the target anode to the electrical ground, simplifying the cooling of the target anode.
  • such a system simplifies the galvanic decoupling of the current control devices, by the galvanic isolation provided by the optical control.
  • control circuits can be at low voltage.
  • the conductive surface (s), the photoconductor (s) and the emitting element (s) are integrated on the substrate in a monolithic manner.
  • Such a structure is below referré as photocathode.
  • the source comprises at least one cold source of electrons with emitting points.
  • the source comprises an emitting tip for forming a point source for high resolution X-ray imaging.
  • a single emitting tip whose sharp image produced by an electronic optics on the target X is necessarily smaller (substantially punctual) than that of a network of emitting points.
  • An image of the object studied with such a source X will necessarily be higher resolution than an image obtained with an X source associated with an extended network of points.
  • the source comprises at least one cold source of electron emitting tip carbon nanotube or metal nanowires.
  • the target material of the electron bombardment is tungsten or composite comprising tungsten or other high Z refractory material.
  • photoconductive device device whose conduction state is controlled by illumination.
  • the photoconductive device is of the semiconductor photodiode type with a PIN structure where P denotes a P doped zone, I denotes an intrinsic or unintentionally doped or slightly doped zone, and N an N. doped zone.
  • the photoconductive device is a MIN diode or M denotes a metal zone
  • the photoconductive element comprises a metal layer on at least one of its contact faces.
  • the cold source comprises at least one conductive substrate comprising at least one electron emitter and a photoconductive device so as to form at least one photocathode.
  • the cold source comprises at least one conducting substrate at least one point whose apex is at a height h with respect to the conductive substrate and at least one photoconductive element disposed between the tip and the conductive substrate such that the tip is remote from its possible neighbors by a distance d substantially equal to or greater than twice the height h, and such that the lateral dimensions phi of the photoconductive elements are approximately equal to or less than the height h.
  • the emitters or groups of emitters are arranged in regular networks.
  • the substrate comprises a so-called front face supporting the emitter element, the light source illuminating said front face.
  • the substrate is transparent to said light source, said light source illuminating said substrate opposite to the front face.
  • the substrate has a thinned zone intended to be illuminated, so as to minimize the phenomena of absorption, said source of light illuminating said substrate opposite to the front face.
  • the X-ray source further comprises means for adjusting the optical power of the light source to adjust the power of X-rays generated.
  • the source comprises a cylindrical symmetrical mono-tube X having an enclosure, enclosing a photocathode, a target, a mirror for illuminating the photocathode with a light beam perpendicular to the axis of the mono- tube from the illumination source, and an optical window for collecting the emission X.
  • the X-ray source comprises several single-tubes X, a circular support supporting said radially arranged mono-tubes X, a high-voltage power supply, distribution means of said high-voltage power supply on the different single-tubes. in order to produce X-ray beams, and individual independent optical control means dedicated to each of the single-tubes.
  • said optical control beams and the X-ray beams are all parallel to each other and perpendicular to said circular support.
  • the X-ray source further comprises means for converging said X-ray beams.
  • the X-ray source comprises an enclosure, several assemblies each consisting of a pair consisting of a photocathode associated with a target and power distribution means of said photocathodes.
  • the enclosure has a concave shape so as to generate convergent X-ray beams.
  • the source comprises a spatial and / or temporal modulator for deflecting a beam from the illumination source, to different areas of the extended photocathode or different photocathodes among a set of photocathodes.
  • the addressing device is a spatial light modulator illuminated by an extended beam for transferring different illumination laws to an area of the extended photocathode or a photocathode in the set of photocathodes, and obtaining the corresponding X-ray emission laws from an extended target area or target of the set of targets.
  • the source comprises a set of illumination sources and is characterized in that the addressing device is an opto-mechanical or opto-electric deflector and activates illumination sources associated in a one-to-one manner.
  • the addressing device is an opto-mechanical or opto-electric deflector and activates illumination sources associated in a one-to-one manner.
  • the light power distribution is carried out at least partly by guided propagation (optical fibers) instead of spatial propagation.
  • the vacuum chamber comprises passages for the optical fibers
  • the spatial modulators are of guided propagation type.
  • the X-ray source provides an arrangement of the triplets so that they generate spatially convergent X-beams.
  • the X-ray source provides an arrangement of the triplets so that they generate parallel X-beams organized in a matrix manner.
  • the X-ray source provides an arrangement of the triplets so that they generate parallel X-beams and organized circularly.
  • the X-ray source provides an arrangement of the triplets so that they generate parallel groups of X-beams, these groups being perpendicular to each other.
  • the X-ray source further comprises at least one linear accelerator for accelerating the electrons emitted by the electron source.
  • No emitter array has to be defined structurally, as in the case of control by an electrode or conductive plane whose voltage is varied, thus allowing any possible definitions of the emitting zones engaging at least one photocathode .
  • the invention proposes the implementation in the same X-ray source of one or more cold cathodes whose emission is controlled by a photoconductive device, this type of device can typically be of the type such as that described in FIG. the patent application N ° 04 13340 .
  • the X-ray source of the invention comprises at least one photoconductive control device 10, an electron source 11 which irradiates a target 12 so that the latter emits an X-ray beam, 13.
  • This type of optical decoupling makes it possible to envisage multiple source configurations in the same vacuum chamber, localized or spatially distributed and producing a continuous X-ray or modulated temporally according to the illumination of the photo cathode.
  • the X-ray source is a single-beam source and comprises a vacuum chamber 20, high voltage supply means 21 and means electrical insulation 22, an illumination source 23 directing a light beam 24 towards an optically reflective device 25 for the wavelengths used to excite the light-sensitive layers of a cathode 26 enabling generating a stream of electrons 27, towards a target 28.
  • the bombardment of said target then generates the X-ray flux, 30 through a window 29 transparent to said X-rays which the enclosure is equipped with.
  • the enclosure may also be equipped with cooling means 31 for the target subjected to intense heating during the bombardment operations by the electron flows.
  • the X-ray source comprises a multiplicity of X-ray fluxes, 40i, thanks to the presence of a series of enclosures (X-ray tubes) 41 i distributed in a circular support 42, said circular support further comprises distribution means of a high voltage power supply 43 as illustrated in Figure 6a and 6b .
  • the X-ray source can also be multi-beam and include a single enclosure as illustrated in Figure 7a, 7b, 7c, 7d .
  • said enclosure 50 may advantageously be in several forms integrating electron sources arranged differently.
  • Non-exhaustive examples show a planar convergent organization ( figure 7a ), parallel organized circularly ( figure 7b ), parallel organized perpendicularly ( Figure 7c ), organized parallel matricially ( figure 7d ).
  • the figure 8 illustrates an example of means of modulation of the electronic spot on the target only related to the illumination area (no grid or "emitter array” mechanically determining the emission areas).
  • the present invention proposes in response an X-ray source comprising a cold source of electrons subjected to an electric field and operating by field emission, and a photoconductive element placed in series with the electron emitter so that the photogenerated current by illumination in the photoconductive device is equal to that of the emitter.
  • the emitted current is controlled by illumination, directly, and not via a voltage control of an extraction electrode.
  • This arrangement guarantees a linear dependence of the emission current with the illumination and a very sensitive servocontrol of very good quality of the emitted current.
  • FIGS. 9a and 9b illustrate the difference in current response of the transmitter.
  • this response is exponential in the presence of a control gate, and linear in the presence of a photocathode according to the invention.
  • multi-beam X-ray sources comprising a set of elementary electron sources associated with elementary targets.
  • the multi-beam X-ray source may also include an extended electron source, including electron emission zones, capable of irradiating an extended target to generate X-ray beams (as illustrated in FIG. Figures 10a and 10b ).
  • This type of source associated with scanning means can typically be used for an imaging configuration such as fluoroscopy for example.
  • the X-ray source is a micro-focus or nano-focus source comprising optical means providing a focus such that a single nanotube is addressed to generate an electron beam.
  • the target irradiated with a single nanotube consequently also provides a very small focal spot x-ray beam.
  • the diameter of the spot of the micro or nano source X can be adjusted according to the surface of the illuminated area and thus allow to enslave the spot diameter according to the power density on the target.
  • a focusing system, magnetic or electrostatic may be used to focus on the target all the electrons emitted by the end of the nanotube in a thermal spot of size comparable to that of the emitting surface, being of the order of 10 to 100 nm in diameter.
  • This type of X-ray source can advantageously provide access to non-destructive control of integrated circuit transistor gate, for example.
  • the X-ray source may also comprise an accelerator structure called "linac". associated with the cold source, a photoelectric device for controlling the emission of electrons by the cold source, and a light source for controlling by illumination said photoelectric device.
  • linac an accelerator structure associated with the cold source
  • a photoelectric device for controlling the emission of electrons by the cold source
  • a light source for controlling by illumination said photoelectric device.
  • the combination allows a simplification of the accelerator, a reduction in its volume and an improvement in the quality of the electron beam and the X-radiation it produces.
  • FIGS. 11a, 11b, 11c and 11d illustrate in detail an example of an X-ray source of the invention.
  • this X-ray source comprises a vacuum chamber 50, means 56h for introducing an optical wave 56i, a cold source 52 capable of emitting electrons 52i in a vacuum by the phenomenon of field emission when it is subjected to a field, a supply 55 providing a high electrical voltage, an anode 53 comprising a material 53j capable of emitting X-rays, 53i under the effect of electronic bombardment and at least one window 54 allowing the output of X-rays, at least one light source 56 providing said optical wave.
  • the cold source also comprises at least one substrate 57 provided with at least one conductive surface 55, and is subjected to an electric field resulting from the application of the high voltage between at least one conductive surface 55 and the anode 53; said cold source further comprising at least one photoconductive element 58 in which the current is controlled substantially linearly by the illumination and at least one electron emitting element 59, said photoconductive element 58 being electrically connected in series between at least one transmitting element 59 and a conductive surface 55, so that the photogenerated current in the photoconductive device is equal to that emitted by the emitter or group of emitters with which it is associated, and so that the X-ray flux emitted is substantially linearly depending on the illumination.

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  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

  • Le domaine de l'invention est celui des sources radiogènes, généralement utilisées dans des applications industrielles, scientifiques et médicales afin de fournir le flux de photons permettant notamment la réalisation des images suivant différentes techniques de reconstruction en deux ou trois dimensions spatiales. Ces sources radiogènes sont également intéressantes dans le domaine de la sureté, notamment l'inspection de bagages et colis par rayons X.
  • Depuis longtemps, des systèmes fixes basés sur l'imagerie X en transmission, sont utilisés pour la sécurité aéroportuaire. Depuis une dizaine d'années, les besoins de sécurisation de lieux publics vont croissant et requièrent des systèmes sur plateformes mobiles pour détecter des substances chimiques dangereuses ou des explosifs cachés dans des bagages ou colis. Les systèmes mobiles existants utilisent en particulier la rétrodiffusion de rayons X. Cependant, la capacité de détection et d'identification demeure limitée. Il est en particulier difficile de discriminer entre des substances de densités voisines. La transmission X est une autre technique utilisable. Elle donne accès à une combinaison de la densité du matériau p et de son numéro atomique effectif Zeff, mais pas à chacune de ces deux grandeurs séparément, et de plus, les contributions de plusieurs éléments constituant le colis se superposent en fonction de l'épaisseur traversée. L'imagerie 3D par transmission à une énergie permet une cartographie du coefficient d'atténuation µ en tout point d'un objet. Cette technique permet donc de s'affranchir de l'épaisseur traversée.
  • Le coefficient d'atténuation µ est une fonction de la densité du matériau p, de son Zeff et dépend de l'énergie. La transmission X multi-énergies en 3D permet finalement de déterminer ρ, et Zeff.
  • Il existe un besoin réel de systèmes d'identification fiables, et de mise en oeuvre rapide et aisée. Ces systèmes nécessitent la mise en oeuvre de sources radiogènes autorisant une imagerie en trois dimensions sans déplacement mécanique du système de source.
  • Dans la plupart des cas, les sources radiogènes utilisent des cathodes thermo-ioniques comme émetteur d'électrons mais ces solutions présentent plusieurs limitations :
    • Dans le cas des cathodes thermoïoniques à chauffage direct (figure 1a) représentant un filament Fil en regard d'une anode A, ou à chauffage indirect (figure 1b) représentant un filament Fil chauffant une cathode Cath imprégnée en regard d'une anode A, une première limitation provient de l'inertie thermique de ce type de cathode interdisant une modulation rapide du courant donc du débit de dose RX (à énergie donnée, le débit de dose est souvent commandé par le courant débité par la cathode, si les fronts de montée ou d'arrêt ne sont pas raides, cela se traduira par des phases transitoires d'émission de rayonnement X pouvant nuire à la qualité de l'image reçue sur le détecteur). Une seconde limitation est liée à la nécessité d'avoir une alimentation du filament complexe, si elle est référencée à la haute tension. Les différents passages isolants permettant de polariser grille, filament et cathode sont également plus complexes et volumineux car ils doivent supporter les tensions élevées (20 à 600kV) généralement rencontrées dans les tubes radiogènes.
  • Pour remédier au problème de dynamique de contrôle du courant évoqué ci-dessus, des dispositifs utilisent une grille G polarisée, formée par exemple par des fils ou grillage, ou plaque percée comme illustré en figure 2a et 2b.
  • Ainsi chaque source radiogène est généralement constituée d'au minimum une cathode, un filament, une grille de contrôle du courant (si celui ci est modulé), portés à différentes hautes tensions au travers d'un isolant haute tension comme représenté sur la figure 2c. La taille finale de la source radiogène est fortement conditionnée par la dimension de cet isolant. Compte tenu de ces contraintes de connexion et d'isolement électrique, il est très difficile d'envisager deux (ou plus) sources X dans une même enveloppe à vide. Ainsi les systèmes existants comprenant plusieurs sources X sont constitués de plusieurs tubes radiogènes distincts.
  • Dans le cas des cathodes froides à émission de champ à pointes, notamment à nanotubes de carbone, dans la version la plus simple le filament et son alimentation sont supprimés comme illustré en figure 3a. Cette disposition de type diode ne permet cependant pas de contrôler l'intensité du courant émis indépendamment de la tension d'anode. En effet, la tension est fixée par l'énergie des RX recherchée, et la distance mécanique entre l'anode et la cathode est fixe, de sorte que le champ électrique au niveau du sommet des nanotubes ainsi que le courant émis sont également fixés. Une disposition avantageuse comme illustrée en figure 3b, constituée éventuellement d'un élément de focalisation F (électrostatique ou magnétique) et d'une grille d'extraction polarisée G, peut permettre de contrôler le courant.
  • Parmi les principaux avantages d'une cathode froide notamment à nanotubes de carbone sur une cathode thermoïonique conventionnelle, il est à noter
    • la suppression d'un délai de préchauffage d'un filament ce qui conduit à une disponibilité immédiate en opération,
    • l'absence de vieillissement par fatigue liés aux cycles thermo-mécaniques rencontrés lors des séquences marche/arrêt,
    • la suppression du filament porté à haute température et de l'alimentation associée conduisant à une réduction de l'énergie consommée et à une simplification de l'alimentation
    • et la possibilité d'une modulation de l'émission par polarisation d'une grille d'extraction située devant la cathode à nanotubes de carbone.
  • Pour une cathode froide, notamment à nanotubes de carbone, associée à une grille on retrouve cependant plusieurs limitations liées à la présence de la grille dans le domaine d'application des tubes radiogènes.
  • Parmi ces limitations on peut noter que :
    • la capacité cathode grille limite la fréquence maximale de modulation,
    • le courant émis par la cathode varie exponentiellement avec la tension appliquée sur la grille dégradant la qualité de l'asservissement du courant émis par la cathode
    • la grille n'étant pas intégralement transparente au flux électronique, elle intercepte de 30 à 50% du courant émis par la cathode, favorisant les variations dimensionnelles de cette grille issues de l'échauffement et par voie de conséquence générant une instabilité du courant émis par la cathode du fait de la variation exponentielle décrite précédemment. L'inertie thermique et la fragilisation sont des facteurs aggravants.
    • La fraction de courant intercepté par la grille et l'échauffement de celle ci en résultant sont également des limitations pour une utilisation de ce type de cathode à des courants élevés (quelques dizaines de mA). Par exemple pour une cathode d'un tube radiogène dont la tension serait de 150kV pour un courant de 2 mA, une grille interceptant 40% du courant devrait dissiper 120W.
    • Dans le cas de cathodes constituées d'une pluralité de pointes, ici des nanotubes, une faible inhomogenéité des caractéristiques géométriques des pointes conduit à une large distribution des champs au sommet et donc des courants émis sur l'ensemble des pointes, depuis des valeurs pouvant aller d'une émission faible jusqu'à la destruction du nanotube
    • Il est par ailleurs nécessaire de disposer d'une alimentation complexe permettant de contrôler la tension de grille par rapport à la haute tension.
  • Les dispositifs d'imagerie 3D sont de deux types. Dans le premier type, ils comprennent un générateur de rayons X et un détecteur en regard, permettant de mesurer le rayonnement ayant traversé l'objet ou le patient. Afin de multiplier les angles de vue, ces systèmes nécessitent la rotation de la source et du détecteur ou de l'objet ou du patient. Ces systèmes sont généralement lourds et complexes et demandent un temps d'analyse important incompatible avec les besoins nouveaux.
  • Le deuxième type autorise des techniques d'imagerie 3D sans aucun déplacement du système, ni de l'objet. Ils nécessitent plusieurs générateurs de rayonnement X et plusieurs détecteurs permettant l'observation sous différentes incidences et imposant une recombinaison des images obtenues pour en extraire l'information 3D. Ces systèmes dits de tomosynthèse sont plus simples que les précédents et peuvent permettre de réduire fortement les temps d'analyse et la complexité du système.
  • Enfin, certains tubes radiogènes comportent en plus de la haute tension continue, un accélérateur linéaire (linac, en abrégé anglo-saxon) pour porter les électrons à très haute énergie afin de produire des rayons X eux-mêmes de très haute énergie. L'injection d'électrons dans une structure accélératrice d'un accélérateur linéaire est réalisée dans sa configuration conventionnelle à l'aide d'un canon à électrons à base de cathode à effet thermoïonique avec grille ou sans grille. L'émission électronique est contrôlée par le chauffage du filament de la cathode et/ou la polarisation de la grille de contrôle.
  • Pour répondre notamment aux besoins de l'imagerie médicale à rayons X, le contrôle du flux de dose (Gy/s) doit être maîtrisé. Il faut donc assurer une grande stabilité de la dose émise, laquelle dépend de la régularité du courant électronique généré et de la qualité du dispositif de régulation en courant de la photocathode.
  • La présente invention propose en réponse une source radiogène comprenant une source froide d'électrons soumise à un champ électrique et fonctionnant par émission de champ, et un élément photoconducteur placé en série avec l'émetteur d'électrons de sorte que le courant photogénéré par illumination dans le dispositif photoconducteur est égal à celui de l'émetteur.
  • Ainsi, le courant émis est contrôlé par l'illumination, directement, et non par l'intermédiaire d'une commande en tension d'une électrode d'extraction. Cette disposition garantit une dépendance linéaire du courant d'émission avec l'illumination et un asservissement très sensible et de très bonne qualité du courant émis.
  • Plus précisément l'invention a pour objet une source radiogène comprenant au moins une enceinte à vide, des moyens d'introduction d'une onde optique, au moins une source froide pouvant émettre des électrons dans le vide par le phénomène de l'émission de champ lorsqu'elle est soumise à un champ, au moins une alimentation fournissant une haute tension électrique, au moins une anode comprenant un matériau susceptible d'émettre des rayons X sous l'effet du bombardement électronique et au moins une fenêtre permettant la sortie des rayons X, au moins une source de lumière fournissant ladite onde optique, caractérisée en ce que la source froide comprend au moins un substrat muni d'au moins une surface conductrice, et est soumise à un champ électrique résultant de l'application de la haute tension entre au moins une surface conductrice et l'anode ; ladite source froide comprenant en outre au moins un élément photoconducteur dans lequel le courant est contrôlé par l'illumination et au moins un élément émetteur d'électrons, ledit élément photoconducteur étant électriquement connecté en série entre ledit au moins un élément émetteur et une surface conductrice, de sorte que le courant photogénéré dans ledit élément photoconducteur est égal à celui de l'émetteur ou du groupe d'émetteurs auquel il est associé, et de sorte que le flux de rayons X émis est sensiblement linéairement dépendant de l'illumination.
  • Avantageusement, la source froide peut fonctionner sans grille d'extraction.
  • Avantageusement, la source froide peut être mise ainsi à une haute tension négative, et l'anode cible à la masse électrique, simplifiant le refroidissement de l'anode cible.
  • Avantageusement, un tel système simplifie le découplage galvanique des dispositifs de commande en courant, par l'isolation galvanique apportée par la commande optique.
  • Avantageusement, les circuits de commande peuvent être à la basse tension.
  • Selon une variante de l'invention, la ou les surfaces conductrices, le ou les photoconducteurs et le ou les éléments émetteurs sont intégrés sur le substrat de manière monolithique. Une telle structure est ci-dessous referré comme photocathode.
  • Selon une variante de l'invention, la source comporte au moins une source froide d'électrons à pointes émettrices.
  • Selon une variante de l'invention, la source comprend une pointe émettrice pour former une source ponctuelle pour l'imagerie X, haute résolution.
  • On entend par là une pointe émettrice unique dont l'image nette produite par une optique électronique sur la cible X est nécessairement plus petite (sensiblement ponctuelle) que celle d'un réseau de pointes émettrices. Une image de l'objet étudié avec une telle source X sera nécessairement à plus haute résolution qu'une image obtenue avec une source X associée avec un réseau étendu de pointes.
  • Selon une variante de l'invention, la source comprend au moins une source froide d'électrons à pointe émettrice en nanotube de carbone ou en nanofils métalliques.
  • Selon une variante de l'invention, le matériau cible du bombardement électronique est en tungstène ou en composite comportant du tungstène ou tout autre matériau réfractaire à Z élevé.
  • Par dispositif photoconducteur, on entend dispositif dont l'état de conduction est contrôlé par l'illumination.
  • Selon une variante de l'invention, le dispositif photoconducteur est de type photodiode en semiconducteur à structure PIN ou P désigne une zone dopée P, I désigne une zone intrinsèque ou non intentionnellement dopée ou peu dopée, et N une zone dopée N.
  • Selon une variante de l'invention, le dispositif photoconducteur est une diode MIN ou M désigne une zone métallique,
  • Selon une variante de l'invention, l'élément photoconducteur comprend une couche métallique sur au moins une de ses faces de contact.
  • Selon une variante de l'invention, la source froide comprend au moins un substrat conducteur comportant au moins un émetteur d'électrons et un dispositif photoconducteur de manière à former au moins une photocathode.
  • Selon une variante de l'invention, la source froide comprend au moins un substrat conducteur au moins une pointe dont le sommet est à une hauteur h par rapport au substrat conducteur et au moins un élément photoconducteur disposé entre la pointe et le substrat conducteur telle que la pointe soit éloignée de ses éventuelles voisines d'une distance d sensiblement égale ou supérieure deux fois la hauteur h, et telle que les dimensions latérales phi des éléments photoconducteurs soient environ égales ou inférieure la hauteur h.
  • Selon une variante, les émetteurs ou groupes d'émetteurs sont disposés en réseaux réguliers.
  • Selon une variante de l'invention, le substrat comprend une face dite avant supportant l'élément émetteur, la source de lumière éclairant ladite face avant.
  • Selon une variante de l'invention, le substrat est transparent à ladite source de lumière, ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.
  • Selon une variante de l'invention, le substrat présente une zone amincie destinée à être illuminée, de manière à minimiser les phénomènes d'absorption ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.
  • Avantageusement, la source radiogène comporte en outre des moyens de réglage de la puissance optique de la source de lumière pour régler la puissance de rayons X générés.
  • Elle peut aussi avantageusement comprendre des moyens pour régler la focalisation de la source de lumière sur la source d'électrons.
  • Selon une variante de l'invention, la source comprend un mono-tube X de symétrie cylindrique comportant une enceinte, renfermant une photocathode, une cible, un miroir permettant d'illuminer la photocathode avec un faisceau lumineux perpendiculaire à l'axe du mono-tube issu de la source d'illumination, et une fenêtre optique permettant de recueillir l'émission X.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend plusieurs mono-tubes X, un support circulaire supportant lesdits mono-tubes X disposés radialement, une alimentation haute tension, des moyens de distribution de ladite alimentation haute tension sur les différents mono-tubes de manière à produire des faisceaux de rayons X, et des moyens individuels de contrôles optiques indépendants dédiés à chacun des mono-tubes.
  • Selon une variante de l'invention, lesdits faisceaux de contrôle optique et les faisceaux de rayons X sont tous parallèles entre eux et perpendiculaires audit support circulaire.
  • Selon une autre variante de l'invention, la source radiogène comprend en outre des moyens pour faire converger lesdits faisceaux de rayons X.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend une enceinte, plusieurs ensembles constitués chacun d'un couple constitué d'une photocathode associée à une cible et des moyens de distribution d'alimentation desdites photocathodes.
  • Selon une variante, l'enceinte présente une forme concave de manière à générer des faisceaux de rayons X convergents.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène comporte :
    • la photocathode dite étendue ou l'ensemble de photocathodes ;
    • la cible dite étendue ou l'ensemble de cibles, en regard respectivement de ladite photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes;
    • le dispositif d'adressage de l'illumination de la photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes, de manière à sélectionner différentes zones au cours du temps sur la photocathode étendue ou à sélectionner différentes photocathodes dans l'ensemble de photocathodes et corrélativement rendre les zones de la cible étendue ou d'une cible parmi l'ensemble de cible, émettrice de rayons X.
  • Selon une variante de l'invention, la source comprend un modulateur spatial et/ou temporel permettant de défléchir un faisceau issu de la source d'illumination, vers différentes zones de la photocathode étendue ou différentes photocathodes parmi un ensemble de photocathodes.
  • Selon une variante de l'invention, le dispositif d'adressage est un modulateur spatial de lumière éclairé par un faisceau étendu permettant de transférer différentes lois d'éclairement sur une zone de la photocathode étendue ou sur une photocathode dans l'ensemble de photocathodes, et d'obtenir les lois correspondantes d'émission de rayons X depuis une zone de cible étendue ou sur une cible de l'ensemble de cibles.
  • Selon une variante de l'invention, la source comprend un ensemble de sources d'illumination et est caractérisée en ce que le dispositif d'adressage est un déflecteur opto-mécanique ou opto-électrique et active des sources d'illumination associées de manière biunivoque à différentes zones de la photocathode étendue ou à différentes photocathodes de l'ensemble de photocathodes, lesdites zones ou photocathodes étant associées de manière biunivoque à différentes zones de la cible étendue ou à différentes cibles parmi l'ensemble de cibles.
  • Selon une variante de l'invention, la distribution de puissance lumineuse est réalisée au moins pour partie par propagation guidée (fibres optiques) au lieu de propagation spatiale.
  • Selon une variante de l'invention, l'enceinte à vide comporte des passages pour les fibres optiques
  • Selon une variante de l'invention, les modulateurs spatiaux sont de type à propagation guidée.
  • Une ou plusieurs des variantes ci-dessus peuvent être complétées et formulées comme ci-dessous :
    • Selon une variante de l'invention, la source radiogène comprend une enceinte à vide, et au moins un triplet composé coaxialement et consécutivement :
      • d'une fenêtre transparente aux photons
      • d'une photocathode polarisée à la haute tension négative
      • d'une cible
    et les moyens d'alimentation électrique de ces éléments.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X spatialement convergents.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X parallèles et organisés matriciellement.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des faisceaux X parallèles et organisés circulairement.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène prévoit une disposition des triplets de telle sorte qu'ils génèrent des groupes parallèles de faisceaux X, ces groupes étant perpendiculaires les uns aux autres.
  • Selon une variante de l'invention, la source radiogène comporte en outre au moins un accélérateur linéaire pour accélérer les électrons émis par la source d'électrons.
  • Parmi les différents avantages de l'invention, on peut citer les suivants :
    • l'éclairement appliqué permet un asservissement unitaire du courant de chaque émetteur évitant ainsi les risques de destruction de ces émetteurs liés aux différences de hauteur des nanotubes et qu'on rencontre dans le cas d'un pilotage par une électrode ou plan conducteur dont on fait varier la tension.
  • Aucun groupe émissif (emitter array) n'a lieu d'être défini structurellement comme dans le cas d'un pilotage par une électrode ou plan conducteur dont on fait varier la tension, autorisant ainsi toutes définitions possibles des zones émissives engageant au moins une photocathode.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
    • les figures 1a, 1b illustrent des exemples de cathodes thermoioniques de l'art connu ;
    • les figures 2a, 2b, 2c illustrent des exemples de cathodes thermoioniques de l'art connu comportant en outre une grille intermédiaire ;
    • les figures 3a et 3b illustrent des exemples de cathodes froides selon l'art connu ;
    • la figure 4 illustre un principe de source radiogène selon l'invention ;
    • la figure 5 schématise une source radiogène selon l'invention relative à un monotube X de symétrie cylindrique ;
    • les figures 6a et 6b illustrent un autre exemple de source radiogène selon l'invention relatif à plusieurs monotubes X disposés radialement ;
    • les figures 7a, 7b, 7c et 7d illustrent un autre exemple de source radiogène selon l'invention, relatif à une enceinte renfermant plusieurs sources disposées diversement ;
    • la figure 8 présente un exemple de modulation du spot électronique sur la cible uniquement lié à la zone d'éclairement (pas de grille ni « emitter array » déterminant mécaniquement les zones d'émission);
    • les figures 9a et 9b illustrent la différence de réponse en courant de l'émetteur (exponentielle en présence d'une grille de commande, linéaire en présence d'une photocathode selon l'invention) ;
    • les figures 10a et 10b illustrent la capacité d'activer des zones émissives locales irradiant une cible étendue ;
    • la figure 11 a présente un schéma de principe de l'invention, les figures 11b, 11c, 11d, précisent des variantes de configurations de photocathodes intégrées.
  • De manière générale, l'invention propose la mise en oeuvre dans une même source radiogène, d'une ou plusieurs cathodes froides dont l'émission est contrôlée par un dispositif photoconducteur, ce type de dispositif peut typiquement être de type tel que celui décrit dans la demande de brevet N° 04 13340 .
  • Ainsi de manière schématique illustrée en figure 4, la source radiogène de l'invention comporte au moins un dispositif photoconducteur de commande 10, une source d'électrons 11 venant irradier une cible 12 de façon à ce que cette dernière émette un faisceau de rayons X, 13.
  • Ce type de découplage optique permet d'envisager des configurations de sources multiples dans une même enceinte à vide, localisées ou spatialement réparties et produisant un rayonnement X continue ou modulé temporellement suivant l'éclairement de la photo cathode.
  • Nous allons décrire ci-après des exemples de réalisation de sources radiogènes selon l'invention.
    • Premier exemple de réalisation :
  • Selon une première variante de l'invention, illustrée en figure 5, la source radiogène est une source mono-faisceau et comporte une enceinte sous-vide 20, des moyens d'alimentation haute tension 21 et des moyens d'isolation électrique 22, une source d'illumination 23 dirigeant un faisceau lumineux 24 en direction d'un dispositif optiquement réfléchissant 25 pour les longueurs d'onde utilisée s afin d'exciter les couches photo-sensibles d'une cathode 26 permettant de générer un flux d'électrons 27, en direction d'une cible 28. Le bombardement de ladite cible génère alors le flux de rayons X, 30 au travers d'une fenêtre 29 transparente auxdits rayons X dont est équipée l'enceinte. Avantageusement l'enceinte peut également être équipée de moyens de refroidissement 31 de la cible soumise à des échauffements intenses lors des opérations de bombardement par les flux d'électrons.
    • Deuxième exemple de réalisation :
  • La source radiogène comporte une multiplicité de flux de rayons X, 40i, grâce à la présence d'une série d'enceintes (tubes à rayons X) 41 i distribuées dans un support circulaire 42, ledit support circulaire comporte en outre des moyens de distribution d'une alimentation haute tension 43 comme illustré en figure 6a et 6b.
    • Troisième exemple de réalisation :
  • La source radiogène peut également être multi-faisceaux et comprendre une enceinte unique comme illustré en figure 7a, 7b, 7c, 7d. Selon l'exemple représenté, ladite enceinte 50 peut avantageusement se présenter sous plusieurs formes intégrant des sources d'électrons disposés diversement. Les exemples non exhaustifs montrent une organisation convergente planaire (figure 7a), parallèle organisée circulairement (figure 7b), parallèle organisée perpendiculairement (figure 7c), parallèle organisée matriciellement (figure 7d).
  • La figure 8 illustre un exemple de moyens de modulation du spot électronique sur la cible uniquement lié à la zone d'éclairement (pas de grille ni « emitter array » déterminant mécaniquement les zones d'émission).
  • De manière générale, la présente invention propose en réponse une source radiogène comprenant une source froide d'électrons soumise à un champ électrique et fonctionnant par émission de champ, et un élément photoconducteur placé en série avec l'émetteur d'électrons de sorte que le courant photogénéré par illumination dans le dispositif photoconducteur est égal à celui de l'émetteur.
  • Ainsi, le courant émis est contrôlé par l'illumination, directement, et non par l'intermédiaire d'une commande en tension d'une électrode d'extraction. Cette disposition garantit une dépendance linéaire du courant d'émission avec l'illumination et un asservissement très sensible et de très bonne qualité du courant émis.
  • Les figures 9a et 9b illustrent la différence de réponse en courant de l'émetteur. Ainsi cette réponse est exponentielle en présence d'une grille de commande, et linéaire en présence d'une photocathode selon l'invention.
    • Quatrième exemple de réalisation :
  • Les exemples précédemment décrits sont relatifs à des sources radiogènes multi-faisceaux comportant un ensemble de sources d'électrons élémentaires associées à des cibles élémentaires.
  • Selon l'invention, la source radiogène multi-faisceaux peut également comprendre une source d'électrons étendue, comportant des zones d'émission d'électrons, capables d'irradier une cible étendue pour générer des faisceaux de rayons X (comme illustré en figures 10a et 10b). Ce type de source associée à des moyens de balayage peut typiquement être utilisée pour une configuration d'imagerie telle que la fluoroscopie par exemple.
  • Afin d'éviter les rayons diffusés, on peut être amené à privilégier un balayage rapide réalisé soit par un diaphragme mobile, soit suivant un dispositif de balayage par déviateurs électrostatiques ou magnétiques comme décrit dans le Brevet N° 00 08320 De P. De Groot « Générateur de rayons X à balayage pour système d'imagerie susceptible de fonctionner à grande vitesse » du 29 06 1999.
    • Cinquième exemple de réalisation :
  • La source radiogène est une source micro-foyer ou nano-foyer comportant des moyens optiques assurant une focalisation telle qu'un seul nanotube soit adressé pour générer un faisceau d'électrons. La cible irradiée par un seul nanotube fournit par voie de conséquence également un faisceau de rayons X de tache focale très petite. Le diamètre du spot de la micro ou nano source X peut être ajusté suivant la surface de la zone éclairée et ainsi permettre d'asservir le diamètre du spot en fonction de la densité de puissance admissible sur la cible. Eventuellement, un système de focalisation, magnétique ou électrostatique peut être utilisé pour concentrer sur la cible tous les électrons émis par l'extrémité du nanotube dans une tache thermique de taille comparable à celle de la surface émissive, soit de l'ordre de 10 à 100 nm de diamètre.
  • Ce type de source radiogène peut notamment avantageusement assurer l'accès à du contrôle non destructif de grille de transistor de circuit intégré, par exemple.
    • Sixième exemple de réalisation :
  • Les exemples précédemment décrits sont relatifs à des sources radiogènes comportant une haute tension comme moyen d'accélération des électrons. Selon l'invention, la source radiogène peut également comporter une structure accélératrice dite « linac ». associée à la source froide, un dispositif photoélectrique permettant le contrôle de l'émission d'électrons par la source froide, et une source de lumière pour commander par illumination ledit dispositif photoélectrique. Dans ce cas, l'association permet une simplification de l'accélérateur, une réduction de son volume et une amélioration de la qualité du faisceau d'électrons et du rayonnement X qu'il produit.
  • Les avantages spécifiques produits sont les suivants :
    • une modulation temporelle initiale du faisceau à la fréquence de l'accélérateur, avec une extension en phase permettant un rendement en courant proche de 100%. La totalité du courant ainsi émis en impulsions courtes, permet une acceptance en phase maximale par l'onde hyperfréquence, sans pertes longitudinales ;
    • une réduction des pertes électroniques et donc thermiques dans le linac ;
    • les paquets d'électrons étant déjà produits à l'émission, la totalité des cellules de l'accélérateur est consacrée à l'accélération proprement dite du faisceau et non à une phase préliminaire de prégroupement, amenant à une simplification de la géométrie du linac, et à une réduction de sa longueur. Ainsi, les premières cavités de l'accélérateur, conventiellement dédiées à la mise en forme temporelle du faisceau peuvent être simplifiées ;
    • la miniaturisation du canon, ainsi que la possibilité d'une commande du courant à haute fréquence permet son adaptation à des linacs à très haute fréquence (par exemple bande X) ;
    • la courte extension en phase des paquets d'électrons produits permet de réduire la dispersion en énergie finale du faisceau ;
    • avec une faible dispersion en énergie, le faisceau est aisément focalisé en sortie de l'accélérateur, permettant des sources très ponctuelles de rayonnement sur la cible de conversion ;
    • l'absence d'un système de cavités de prégroupement et groupement, permet d'envisager des linacs de basse énergie (en dessous de 4 MeV) avec une bonne qualité du faisceau ;
    • le contrôle du courant initial pulse à pulse, permet d'envisager des linacs à courant variable dans des applications multi-énergies pulse à pulse où une puissance faisceau constante serait nécessaire pour la qualité du rayonnement X et de l'imagerie associée.
  • Les figures 11a, 11b, 11c et 11d illustrent de manière détaillée un exemple de source radiogène de l'invention.
  • Plus précisément cette source radiogène comprend une enceinte à vide 50, des moyens 56h d'introduction d'une onde optique 56i, une source froide 52 pouvant émettre des électrons 52i dans le vide par le phénomène de l'émission de champ lorsqu'elle est soumise à un champ, une alimentation 55 fournissant une haute tension électrique, une anode 53 comprenant un matériau 53j susceptible d'émettre des rayons X, 53i sous l'effet du bombardement électronique et au moins une fenêtre 54 permettant la sortie de rayons X, au moins une source de lumière 56 fournissant ladite onde optique.
  • La source froide comprend également au moins un substrat 57 muni d'au moins une surface conductrice 55, et est soumise à un champ électrique résultant de l'application de la haute tension entre au moins une surface conductrice 55 et l'anode 53; ladite source froide comprenant en outre au moins un élément photoconducteur 58 dans lequel le courant est contrôlé sensiblement linéairement par l'illumination et au moins un élément émetteur d'électrons 59, ledit élément photoconducteur 58 étant électriquement connecté en série entre au moins un élément émetteur 59 et une surface conductrice 55, de sorte que le courant photogénéré dans le dispositif photoconducteur est égal à celui émis par l'émetteur ou le groupe d'émetteurs auquel il est associé, et de sorte que le flux de rayons X émis est sensiblement linéairement dépendant de l'illumination.

Claims (32)

  1. Source radiogène comprenant une enceinte à vide (50), des moyens (56h) d'introduction d'une onde optique (56i), une source froide (52) pouvant émettre des électrons (52i) dans le vide par le phénomène de l'émission de champ lorsqu'elle est soumise à un champ, une alimentation (55) fournissant une haute tension électrique, une anode (53) comprenant un matériau (53j) susceptible d'émettre des rayons X (53i) sous l'effet du bombardement électronique et au moins une fenêtre (54) permettant la sortie de rayons X, au moins une source de lumière (56) fournissant ladite onde optique, caractérisée en ce que la source froide comprend au moins un substrat (57) muni d'au moins une surface conductrice (55), et est soumise à un champ électrique résultant de l'application de la haute tension entre au moins une surface conductrice (55) et l'anode (53); ladite source froide comprenant en outre au moins un élément photoconducteur (58) dans lequel le courant est contrôlé sensiblement linéairement par l'illumination et au moins un élément émetteur d'électrons (59), ledit élément photoconducteur (58) étant électriquement connecté en série entre ledit au moins un élément émetteur (59) et une surface conductrice (55), de sorte que le courant photogénéré dans ledit élément photoconducteur est égal à celui émis par l'émetteur ou le groupe d'émetteurs auquel il est associé, et de sorte que le flux de rayons X émis est sensiblement linéairement dépendant de l'illumination.
  2. Source radiogène selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'anode portant une cible est à la masse électrique, et la source froide est à une haute tension négative.
  3. Source radiogène selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la ou les surfaces conductrices, le ou les photoconducteurs et le ou les éléments émetteurs sont intégrés sur le substrat de manière monolithique.
  4. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins une source froide d'électrons est à pointes émettrices.
  5. Source radiogène selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une pointe émettrice pour former une source à rayons X ponctuelle pour l'imagerie X, haute résolution.
  6. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la source froide comprend au moins un substrat conducteur au moins une pointe dont le sommet est à une hauteur h par rapport au substrat conducteur et au moins un élément photoconducteur disposé entre la pointe et le substrat conducteur telle que la pointe soit éloignée de ses éventuelles voisines d'une distance d sensiblement égale ou supérieure deux fois la hauteur h, et telle que les dimensions latérales phi des éléments photoconducteurs soient environ égales ou inférieure la hauteur h.
  7. Source radiogène selon l'une des revendications 4 ou 6, caractérisée en ce que, les émetteurs ou groupes d'émetteurs sont disposés en réseaux réguliers.
  8. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'au moins une source froide d'électrons est à pointe émettrice en nanotube de carbone ou en nanofils métalliques.
  9. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la cible est un matériau comportant du tungstène, ou tout autre matériau réfractaire à Z élevé.
  10. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la cible et la fenêtre permettant la sortie des rayons X sont confondues.
  11. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'au moins un desdits dispositifs photoélectrique photoconducteur est de type photodiode en semiconducteur à structure PIN où I désigne une zone intrinsèque ou non intentionnellement dopée ou faiblement dopée de type N- ou P-
  12. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le dispositif photoconducteur est une diode MIN ou M désigne une zone métallique,
  13. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'élément photoconducteur comprend une couche métallique sur au moins une de ses faces de contact.
  14. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le substrat comprend une face dite avant supportant l'élément émetteur, la source de lumière éclairant ladite face avant.
  15. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le substrat est transparent à ladite source de lumière, ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.
  16. Source radiogène selon l'une des revendications 13 ou 15, caractérisée en ce que le substrat présente une zone amincie destinée à être illuminée, de manière à minimiser les phénomènes d'absorption dans le substrat, ladite source de lumière éclairant ledit substrat en face opposée à la face avant.
  17. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de réglage de la puissance optique de la source de lumière pour régler la puissance de rayons X générés.
  18. Source radiogène selon l'une des revendications selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour régler la focalisation de la source de lumière sur la source d'électrons.
  19. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en
    ce qu'elle comprend un mono-tube X de symétrie cylindrique comportant une enceinte, renfermant une photocathode, cette photocathode étant constituée de au moins une desdites surfaces photoconductrices, de au moins un desdits photoconducteurs et de au moins un desdits éléments émetteurs intégrés sur le substrat de manière monolithique, une cible, un miroir, permettant d'illuminer la photocathode avec un faisceau lumineux pénétrant dans le mono-tube par sa paroi cylindrique.
  20. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs mono-tubes X, un support circulaire supportant lesdits mono-tubes X disposés radialement, une alimentation haute tension, des moyens de distribution de ladite alimentation haute tension sur les différents mono-tubes de manière à produire des faisceaux de rayons X, et des moyens individuels de contrôles optiques indépendants dédiés à chacun des mono-tubes.
  21. Source radiogène selon la revendication 20, caractérisée en ce que lesdits faisceaux de contrôle optique et les faisceaux de rayons X sont tous parallèles entre eux et perpendiculaires audit support circulaire.
  22. Source radiogène selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour faire converger lesdits faisceaux de rayons X.
  23. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte, plusieurs ensembles constitués chacun d'un couple de photocathode associée à une cible et des moyens de distribution d'alimentation desdites photocathodes.
  24. Source radiogène selon la revendication 23, caractérisée en ce que l'enceinte présente une forme concave de manière à générer des faisceaux de rayons X convergents.
  25. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisée en ce qu'elle comporte :
    - la photocathode dite étendue ou l'ensemble de photocathodes ;
    - la cible dite étendue ou l'ensemble de cibles, en regard respectivement de ladite photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes;
    - le dispositif d'adressage de l'illumination de la photocathode étendue ou de l'ensemble de photocathodes, de manière à sélectionner différentes zones au cours du temps sur la photocathode étendue ou à sélectionner différentes photocathodes dans l'ensemble de photocathodes et corrélativement rendre les zones de la cible étendue ou d'une cible parmi l'ensemble de cibles, émettrices de rayons X.
  26. Source radiogène selon la revendication 25, caractérisée en ce qu'elle comprend un modulateur spatial et/ou temporel permettant de défléchir un faisceau issu de la source d'illumination, vers différentes zones de la photocathode étendue ou différentes photocathodes parmi un ensemble de photocathodes.
  27. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisée en ce que le dispositif d'adressage est un modulateur spatial de lumière éclairé par un faisceau étendu permettant de transférer différentes lois d'éclairement sur une zone de la photocathode étendue ou sur une photocathode dans l'ensemble de photocathodes, et d'obtenir les lois correspondantes d'émission de rayons X depuis une zone de cible étendue ou sur une cible de l'ensemble de cibles.
  28. Source radiogène selon la revendication 25, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble de sources d'illumination et en ce que le dispositif d'adressage est un déflecteur opto-mécanique ou opto-électrique et active des sources d'illumination associées de manière biunivoque à différentes zones de la photocathode étendue ou à différentes photocathodes de l'ensemble de photocathodes, lesdites zones ou photocathodes étant associées de manière biunivoque à différentes zones de la cible étendue ou à différentes cibles parmi l'ensemble de cibles.
  29. Source radiogène selon l'une des revendications 1 à 28, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre au moins un accélérateur linéaire pour accélérer les électrons émis par la source d'électrons.
  30. Source radiogène selon la revendication 1 à 29, caractérisée en ce que la distribution de puissance lumineuse est réalisée au moins pour partie par propagation guidée (fibres optiques) au lieu de propagation spatiale.
  31. Source radiogène selon la revendication 1 à 30, caractérisée en ce que les modulateurs spatiaux sont de type à propagation guidée
  32. Source radiogène selon 1 à 31, caractérisée en ce que l'enceinte à vide comporte des passages pour les fibres optiques
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