Λέιζερ-Τύποι και λειτουργικές αρχές-Λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων

Τα λέιζερ με ελεύθερα ηλεκτρόνια, ή τα FELs, παράγουν συνεκτική ακτινοβολία υψηλής ισχύος που είναι ευρέως ρυθμιζόμενη και κυμαίνεται σήμερα σε μήκος κύματος από μικροκύματα μέσω ακτινοβολίας terahertz και υπερύθρου στο ορατό φάσμα, σε μαλακές ακτίνες Χ. Έχουν την ευρύτερη περιοχή συχνοτήτων οποιουδήποτε τύπου λέιζερ. Ενώ οι δοκοί FEL μοιράζονται τα ίδια οπτικά χαρακτηριστικά με τα άλλα λέιζερ, όπως η συνεκτική ακτινοβολία, η λειτουργία FEL είναι αρκετά διαφορετική. Σε αντίθεση με τα λέιζερ αερίου, υγρού ή στερεάς κατάστασης, τα οποία βασίζονται σε δεσμευμένες ατομικές ή μοριακές καταστάσεις, το FELs χρησιμοποιεί μια σχετικιστική δέσμη ηλεκτρονίων ως μέσο λέιζερ, εξ ου και ο όρος ελεύθερο-ηλεκτρόνιο.