与传统的热电子发射相比，场电子发射具有启动快、功耗低、无强光强热、抗冲击振动、体积小等优点。但是，场发射电子源稳定性差、寿命短的问题长期以来是限制其推广应用的最大难点。本发明提出一种全新思路，解决了这些问题。第一步与通常场发射类似，让电子在强电场下从发射体尖端发射出，束流比通常场发射小几个数量级，因此发射体寿命会大大延长，但束流的不稳定性依然存在。第二步，以第一步产生的束流为种子电子，使其射入一种特殊设计的二次电子倍增器中，并使得该电子倍增器工作在饱和放大状态。从电子倍增器出射的电子束流会放大104 ~105倍，足以满足通常的需求。同时，处于饱和放大状态的电子倍增器可以有效压缩种子电子带来的不稳定性，使得最终电子束流稳定性大大提高。第三步，从电子倍增器出射的电子束流的能量通常很小，因此可以再用加速电极对电子进行加速，达到最佳能量状态（例如气体电离的100eV左右）。由此，可得到具有实用价值的长寿命高稳定场发射电子源，已经用于飞行时间质谱计中，取得理想效果。