Продолжая работы в этом направлении, Н.Д. Девятков с Е.Н. Данильцевым в 1939 г. приходят к выдающемуся изобретению – одному из вариантов отражательного клистрона. «При разработке двухконтурных клистронов мне с Е.Н. Данильцевым пришла мысль создать одноконтурный клистрон, в котором за контуром по оси электронного потока поместить отражающий электроны электрод и таким образом осуществить группировку электронов не в дрейфовой трубке, а в пространстве, где электроны двигались в обратном направлении, от отражателя в контур. Был проведен расчет такого клистрона и изготовлены первые образцы, которые сразу же показали возможность получать генерацию и частотную модуляцию при изменении потенциала на отражателе. На эту «электронную лампу» было в 1939 году получено авторское свидетельство. Такой одноконтурный клистрон в дальнейшем стал называться отражательным клистроном» (Н.Д. Девятков «Воспоминания», М. 2000).
Отражательный клистрон впоследствии стал основным промышленным типом электровакуумных приборов, используемым до настоящего времени в различных радиоэлектронных системах.
В лаборатории Н.Д. Девяткова были разработаны прямопролетные клистроны, магнетроны, триоды с плоско-параллельными электродами, двуханодные диоды с оксидным катодом. В начале 1941 года в лаборатории Н.Д. Девяткова была закончена ОКР прямопролетных клистронов на длину волны 15 см. Освоение серийного выпуска предполагалось на заводе «Радиолампа» в п. Фрязино, но с началом войны и эвакуацией завода в Ташкент передача в производство не состоялась. Разработанные приборы были положены в основу создания радиолокационных установок.
На второй день после начала Великой отечественной войны Н.Д. Девяткова вызвали Правительственной телеграммой в Москву. Там Николаю Дмитриевичу было поручено участвовать в проектировании радиолокатора для ночного бомбардировщика на клистронах его разработки.
10 февраля 1942 г. Государственный Комитет Обороны (ГКО) принял постановление о разработке и серийном производстве отечественных станций орудийной наводки и об организации для этих целей завода № 465 в Москве. На заводе были созданы лаборатории по разработке радиотехнических элементов станций и электровакуумных приборов, а также сборочные цеха для серийного выпуска станций. Начальником электровакуумной лаборатории был назначен В.М. Егиазаров, его заместителем - Н.Д. Девятков.
По мере вхождения в строй эвакуированных на восток страны радиозаводов и радиотехнических научно-исследовательских институтов потребность в электровакуумных приборах для радиолокации и связи увеличивалась. Постановлением ГКО от 4 июля 1943 г. на базе Фрязинского завода «Радиолампа» был организован научно-исследовательский институт № 160 с опытным заводом. Директором института был назначен С.А. Векшинский, его заместителем - В.И. Егиазаров, а начальником лаборатории электровакуумных приборов - Н.Д. Девятков. Целиком его лаборатория с завода № 465 была переведена в НИИ - 160 в 1944 году. В это же время академик А.И. Берг привлек Николая Дмитриевича к работе в Комитете по радиолокации.
После окончания войны Н.Д. Девятков был командирован в г. Берлин для обследования подвалов Рейхстага, где по данным нашей разведки, было обнаружено какое - то радиопроизводство. Пребывание Н.Д.Девяткова в Берлине затянулось на 3 года. Вернулся он во Фрязино только в мае 1948 года в чине майора и был назначен заместителем директора НИИ - 160 по научной части. С тех пор его жизнь неизменно связана с «Истоком».
За более чем полувековой период во многом благодаря усилиям Н.Д. Девяткова в «Истоке» нашли свое развитие многие современные научные направления. Под его научным руководством на предприятии впервые в мире были начаты работы по освоению миллиметрового диапазона длин волн. Он сразу понял и оценил преимущества этого диапазона, открывшие для электроники и радиотехники новые горизонты. Ведущими сотрудниками «Истока» при непосредственном участии Н.Д. Девяткова были разработаны лампы обратной волны, перекрывающие весь миллиметровый и субмиллиметровый диапазоны длин волн. Крупным достижением «Истока» явилась разработка цепочки вакуумных приборов 8 - миллиметрового диапазона, состоящей из задающего клистронного генератора, усилительного клистрона и мощного выходного прибора на мазере на циклотронном резонансе. Выходная мощность цепочки составила рекордное значение 10 киловатт. Цепочка использовалась в наземных радиолокационных станциях.
В 1953 году Н.Д. Девятков был избран член - корреспондентом АН СССР, а немного позднее он был утвержден председателем научного совета АН СССР по проблеме «Генерирование, усиление и преобразование в миллиметровом диапазоне длин волн».
В 1953 году в Москве был организован Институт радиотехники и электроники (ИРЭ) АН СССР, а через несколько лет - его филиал во Фрязино. Первый директор ИРЭ академик А.И. Берг со дня организации института привлек к его работе Н.Д. Девяткова в качестве заведующего отделом СВЧ - электроники. «Общей направленностью работ отдела было изучение процессов взаимодействия электронных потоков с электромагнитными полями, создаваемыми различными электродинамическими системами в приборах О - типа; создание оригинальных приборов СВЧ; изучение плазмы и использование плазменно-электронной фокусировки при создании электронных лучей; изучение плазменных образований в разряженной среде; изучение электронно-оптических систем; создание оригинальных электронных пушек и мощных электровакуумных приборов на их основе; изучение шумовых свойств плазменных и электронных приборов СВЧ, создание СВЧ - шумотронов; теоретическое изучение хаотических процессов в электромагнитных полях». (Н.Д. Девятков. «Воспоминания». М. 1998 г.).
Позднее Николай Дмитриевич принимал самое активное участие и в открытии филиала ИРЭ в Саратове, а также в создании ИРЭ в Харькове, Кишиневе, Ереване и других городах.
К впечатляющим достижениям последних десятилетий по - праву относятся работы Н.Д. Девяткова в области применения СВЧ электронных приборов и квантовых генераторов в народном хозяйстве и медицине. Широта и глубина его познаний, высокая интеллигентность и доброжелательность, уважительное отношение к нему сотрудников позволили Н.Д.Девяткову выполнить исключительно важную миссию, которая, возможно, и была посильна только ему - создать уникальные творческие коллективы для совместных работ специалистов в таких разрозненных областях как электроника, медицина, биология и т.д. Основные работы, выполненные под руководством Н.Д.Девяткова в этом направлении: применение лазеров в хирургии и терапии, использование гипертермического нагрева опухолей до их разрушения, создание гаммы устройств для гастроэнтерологии, тепловизионной диагностической аппаратуры, установок для облучения семян с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур.