本发明公开了一种利用二次电子倍增的电磁波发生器将慢波结构或谐振腔分成两段或三段，在前后两段之间垂直插入二次电子倍增片。二次电子倍增片沿厚度方向有多个微米直径微通道，微通道内壁涂敷有二次电子倍增膜，微通道的高度或者直径远小于二次电子倍增片厚度，即微通道长度，电子会在微通道内壁发生多次碰撞，每次碰撞会产生数十个二次电子，二次电子倍增实现电子束电流倍增，即能量倍增，但是并不影响电子束已经产生的密度调制，故而能够获得更高功率，更高增益的电磁波输出。与此同时，不需要外加聚焦磁场，虽然分散后只有少量的电子能够打到二次电子倍增片上，但是由于二次电子倍增片的增益高达数万倍，所以已经足够能将电子束电流放大。