激光是二十世纪最伟大的发明之一，自由电子激光是激光家族的一个新成员。由于它的工作介质是自由电子，因此称为自由电子激光，这种激光的特点是激光波长和脉冲结构可以根据需要进行设计，并且能够在大范围内连续调节，有着重要的应用前景。

（采访：陈佳洱院士 自由电子激光有很广泛的应用，一种是高平均功率的，功率在几十个千瓦，波长从红外到紫外的自由电子激光，这在聚合物的生产，薄膜的处理生产或者微细加工方面有很多的广泛的应用，还有一种波长更短的自由电子激光，波长短到X光的，这种激光对于研究非常小的纳米或者亚纳米的活体的运动的过程，比如说溶菌霉的发育也有非常重要的应用。）

自由电子激光是加速器产生的高能自由电子束通过周期性变化的磁场产生的激光输出，这种激光的亮度非常高，通过改变电子能量、磁场周期和强度可以改变激光波长。

在863计划支持下，我国于1993年建成北京自由电子激光装置，获得了亚洲第一束红外自由电子激光输出，填补了我国在该领域的空白。

自由电子激光发展过程中，突破了许多关键技术：1991年研制成功热阴极射频腔注入器，并应用于北京自由电子激光装置；1994年，我国曙光一号自由电子激光装置采用优化磁场，在毫米波段获得了140兆瓦的输出脉冲功率；1995年首次用国产铌材成功研制成了超导加速腔和铜铌溅射腔，标志着我国已经掌握了超导加速器的关键技术；1999年研制成功射频腔光阴极注入器，获得了高亮度的电子束，为进一步开展高平均功率自由电子激光的研究打下了良好的基础。这些成果都达到了国际先进水平。

（采访：谢家麟院士 自由电子激光的特点是它的波长可连续改变，功率潜力十分巨大，它具有广泛的应用，如生物医学、科学研究、材料处理、能源发展等等方面，我们举一个例子来说，在医学上，自由电子激光用于外科手术，可以选择与人体组织相应的波长，可使 创口光滑，切割厚度可控制到一个毫米的千分之一的精度，非常有益伤口的恢复。）

我国科学家采用9.45纳米波长自由电子激光照射中红外探测晶片，获得了探测器光学性能的定量数据，还观察到重要的非线性现象。他们成功地用自由电子激光观测到砷化镓多量子阱红外探测器的光学响应特性规律。这些探测器被广泛地应用在资源卫星等的光学遥感系统中，用以探察国土资源情况。

利用高平均功率最佳波长自由电子激光，可以从地面向人造卫星或者太空飞船传输能量，它可以把100千瓦级的能量从地球表面送到空间卫星上，作为卫星能源，从而大大延长了卫星的寿命。采用这项技术可以解决通讯、导航、资源、气象等各类卫星的能源供给，也可以用于未来的航天事业。

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