FEL:ssä relativistinen elektronisäde kulkee aaltojen läpi, jotka sisältävät joukkoja dipolimaagneetteja, joiden kentät osoittavat vuorottelevia suuntia. Elektronit lähettävät synkrotronisäteilyä, joka vuorovaikuttaa johdonmukaisesti samojen elektronien kanssa vahvistamaan voimakkaasti säteilykenttää resonanssitoiminnassa. FEL voi lähettää johdonmukaista korkean kirkkauden sähkömagneettista säteilyä, jolla on laaja taajuusalue, mikrovaltojen ja pehmeiden röntgensäteiden välillä. Näitä laitteita käytetään valmistuksessa, viestinnässä ja lääketieteellisissä sovelluksissa, kuten pehmeän kudoksen leikkauksessa. Elektronit ovat tärkeitä katodiputkissa, joita on käytetty laajasti näytölaitteina laboratoriossa, tietokoneissa ja televisiossa.
koherentti korkea-helkeä sähkömagneettinen säteily