自由电子激光是利用自由电子为工作媒质产生的强相干辐射，它的产生机理不同于原子内束缚电子的受激辐射。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。
中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新、刘建胜等在超强超短激光驱动的小型化自由电子激光新概念研究方面取得重要进展，提出并实现了一种微型、瞬态的波荡器方案。研究人员利用超强超短激光与金属丝相互作用，在产生高能电子束的同时，巧妙地利用电荷分离效应构建了微型、瞬态的电子波荡器，并基于该全新波荡器方案获得了非线性放大的强THz辐射输出。这一最新研究成果2月27日在线发表于《自然-光子学》。
自由电子激光被称为第四代光源，可以提供从远红外到X射线波段的高亮度相干辐射，在物理、化学、材料科学、生命科学等领域具有前所未有的革命性应用价值。传统的自由电子激光基于射频加速器产生高能电子束，再利用周期性排布的磁铁构成的波荡器对电子束进行扭摆与调制，最后辐射出高亮度相干辐射。无论是射频电子加速器或由周期性磁铁构成的电子波荡器都是体积庞大，造价昂贵。发展小型化、低成本的新一代自由电子激光，包括台式化的电子加速器和波荡器是科学界一直梦寐以求追逐的重大目标。
飞秒强激光驱动的金属丝波导螺旋波荡器实现强THz辐射的系统示意图
