激光器主要用于产生激光，通常由增益介质、泵浦源和谐振腔组成。增益介质是激光光子的产生源，根据增益介质不同，激光器分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器、自由电子激光器（FEL）等。
自由电子激光器是基于相对论电子束与周期性磁场相互作用产生自由电子激光。自由电子激光是一种先进光源，具有波长连续可调、峰值功率极高、脉冲时间极短、亮度超高、全相干性、高平均功率等优势，主要应用在物理、化学、生命科学、材料科学、能源科学等学科的基础科学研究领域。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029中国自由电子激光器（FEL）行业市场现状综合研究及投资前景预测报告》显示，FEL于20世纪70年代首次提出，随着研究深入及加速器技术的进步，FEL研究逐渐从长波长（远红外FEL）向短波长（紫外至X射线FEL）、X射线FEL（XFEL）扩展，目前X射线FEL是国内外研究热点。
FEL装置主要由加速器、波荡器、光束线系统三部分组成。科技强国高度重视FEL的发展，目前德国、美国、韩国、瑞士、日本、中国等国家均已建有FEL装置。
截止至目前，全球已建成和在建的FEL装置达70多台，包括美国国家加速器实验室的直线加速器相干光源（LCLS）、欧洲X射线自由电子激光装置（XFEL）、德国软X射线自由电子激光装置（FLASH）、中国成都太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）、上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）、深圳中能高重复频率X射线自由电子激光项目等。
我国FEL相关研究单位包括天津大学、南方科技大学、深光院（深圳先进光源研究院）、中国工程物理研究院应用电子学研究所、中国科学技术大学等。目前我国FEL研究及装置建设已形成相当规模，覆盖从太赫兹到硬X射线的广泛波段，其中上海硬X射线自由电子激光装置于2017年开始建设，这是基于连续波超导技术的高重复频率自由电子激光，具有国际先进水平，预计2025年将实现首次出光。
新思界
行业分析人士表示，FEL可用于产生激光波长任意可调、高峰值功率和高平均功率的自由电子激光，广泛应用在物理、化学、材料科学、生命科学、环境科学等基础科学研究领域。目前FEL仍处于蓬勃发展的阶段，但FEL建设和维护需要大量的资金支持，应用集中在科研探索方面，工业应用类别有限，未来亟需拓展其产业化应用。
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