Guide d'ondes Dans l’espace, les ondes ont tendance à se propager dans toutes les directions ce qui a pour effet de disperser l’énergie qu’elles transportent à mesure qu’elles s’éloignent de la source. Seules les ondes planes se propagent dans une direction unique et conservent une amplitude constante sans dispersion d’énergie. Un guide d’onde est un tube conducteur de section circulaire ou rectangulaire à l’intérieur duquel peuvent se propager des ondes électromagnétiques, suite à leurs multiples réflexions sur les parois internes et sans dispersion (ou perte) notable de l’énergie ainsi transportée. Les ondes électromagnétiques ne peuvent pas toutes se propager dans un tel guide. Encore faut-il tenir compte des dimensions de la section du guide et de la fréquence de l’onde voyageuse. Les parois d’un guide d’ondes sont généralement faites de cuivre et presque parfaitement conductrices. Les ondes électromagnétiques qui obéissent aux lois de Maxwell respectent les conditions suivantes : 1- le champ électrique n’a pas de composante tangentielle près des parois du guide; 2- le champ magnétique également présent, ne possède pas de composante perpendiculaire aux mêmes parois. Ces conditions réflètent l’existence de certains modes d’oscillation des ondes électromagnétiques dans un guide d’ondes.  Le LINAC utilise principalement 2 modes de propagation à l’intérieur de ses guides d’ondes; le mode TEM ou TE01, correspondant ici à n=0 où les champs électrique et magnétique sont  perpendiculaires à la direction de propagation de l’onde électromagnétique dans le guide; d’autre part, le mode TM01, correspondant ici à n=1, utilisé dans l’accélérateur même possède un champ magnétique transversal ainsi qu’un champ électrique E dont une composante est horizontale et parallèle à l’axe du guide, ce qui permettra alors de pousser les électrons vers la sortie. Examinons le comportement d'une onde électromagnétique dans un guide d'ondes. Une fenêtre virtuelle permet de «voir» la propagation de l'onde électromagnétique à l'intérieur du guide. Une zone foncée ou pâle représente une crête alors qu'une couleur intermédiaire correspont à une amplitude nulle. Vous pouvez modifier la hauteur «a» de la section du guide, le mode «n» du guide et la fréquence de l'onde injectée dans le guide. Le mode n=0 montre une onde plane se propageant vers la droite tel qu'elle voyage dans le guide d'un LINAC; le mode n=1 montre une onde émanant d'une antenne inclinée et se propageant grâce à de multiples réflexions sur les parois du guide tel qu'on peut l'utiliser dans les cavités de l''accélérateur proprement dit. Vous pouvez observer l'onde incidente émise par l'antenne, l'onde réfléchie, ou la SUPERPOSITION des deux produisant un mode de propagation particulier. Voyez comment les dimensions de la section du guide et la fréquence de l'onde interviennent dans la production d'un mode.

Guide d’onde