由電子激光是利用自由電子為工作媒質(zhì)產(chǎn)生的強(qiáng)相干輻射，它的產(chǎn)生機(jī)理不同于原子內(nèi)束縛電子的受激輻射。自由電子激光的概念是J.Maday于1971年在他的博士論文中首次提出的，并在1976年和他的同事們在斯坦福大學(xué)實現(xiàn)了遠(yuǎn)紅外自由電子激光，觀察到了10.6μm波長的光放大。自那以后，許多國家都開展了關(guān)于自由電子激光的理論與實驗研究。 

自由電子激光的基本原理是通過自由電子和輻射的相互作用，電子將能量轉(zhuǎn)送給輻射而使輻射強(qiáng)度增大。 

自由電子激光具有一系列已有激光光源無法替代的優(yōu)點。例如，頻率連續(xù)可調(diào)，頻譜范圍廣，峰值功率和平均功率大，且可調(diào)，相干性好，偏振強(qiáng)，具有ps量級脈沖的時間結(jié)構(gòu)，且時間結(jié)構(gòu)可控，等等。中國科學(xué)院高能所已于1993年制成我國第一臺自由電子激光裝置。