相干性

利用直线加速器把电子束加速到接近光速，然后将它们放入周期性变化的横向磁场（也称之为波荡器）里振荡起来并不断对外自发辐射，自发辐射的光又与电子束本身反复耦合，挑选出特定能量的光实现不断增益，直到饱和状态并输出，这就是一束具有相干性的自由电子激光。

引入高次谐波产生作为种子光，还可以进一步改善自由电子激光的相干性。