Как освободить электрон

В обычных лазерах электроны находятся в связанном состоянии, то есть вблизи своих атомов. Атомы то излучают энергию, то поглощают, и этим обусловлены конкретные длины волн, в которых лазер работает. Лазер на свободных электронах не имеет ограниченных энергетических уровней, поскольку использует пучки электронов из ускорителя, которые выделяют энергию в магнитном поле ондулятора. То есть и частота излучения, и длина волны могут быть разными и задаются исследователями. Полученное излучение составляет всего пару процентов от энергии пучка электронов, поэтому оставшийся объем используется как источник энергии для ускорителя. Он замедляется на том же ускорителе и отдает энергию, после чего частицы направляются в поглотитель разряженных электронов. Такая замкнутая непрерывная система рекуперации позволяет достичь огромной реактивной (циркулирующей в системе) мощности пучка. Рекуперация сразу решает проблему и радиоактивности установки, и повышения мощности и тока. Кроме России в мире построено всего два таких ускорителя — в Японии и США.