Лазер на свободных электронах на самом деле является лазером, который генерирует луч электронов в ондуляторе. Электроны в этой лазерной установке циркулируют между магнитным и электрическим полями. Однако этот лазер относят к ускорителям элементарных частиц, поскольку он использует луч в качестве когерентной световой среды, которая перемещается через магнитную структуру. Эти лазеры были изобретены в конце 1970-ых годов в университете Стэнфорда. Ученые использовали ускорители, чтобы развивать такие лазеры, которые способны создавать лучи на основе ускорения элементарных частиц.

Луч электронов в этом лазере ускоряется почти до скорости света, и проходя через генератор Лазера свободных электронов, проходя через поперечное магнитное поле, с поворотными магнитами в лазерной впадине. Ускорение электронов вдоль этого пути приводит к выпуску фотонов, типичное для радиации синхротрона. Современные лазеры на свободных электронах невозможно представить без электронных ускорителей, которые, однако, несут определенную опасность, потому что ускорение приводит к возникновению радиоактивной опасности для окружающих.

Лазер на свободных электронах используется повсеместно не только в научных исследованиях, но и в медицинских и других целях. В микроскопии и рентгеновских анализах и лечении разного рода тяжелых заболеваний, требующих точности при обследовании. В военных целях эту лазерную установку используют повсеместно, постоянно развивая новые военные технологии. Этот лазер представляет собой своего рода связующее звено между ускорителями и лазерами.