自由电子激光器（FEL）是利用自由电子为工作媒质产生强相干辐射的激光器。与其他激光器相比，自由电子激光器具有频谱范围广、频率可调节、平均功率高、偏振性强、脉冲时间结构短等特点，拥有较强的不可替代性。自由电子激光器可以广泛应用在集成电路、半导体、材料加工、精密加工、光谱学、医学、通信、军事等多个领域。
自由电子激光概念于20世纪70年代被提出，70年代中后期全球第一台自由电子激光器被研制问世。自由电子激光器诞生于美国斯坦福大学，由于其优势突出，除美国外，德国、英国、法国、荷兰、意大利、瑞士、俄罗斯、日本、韩国等国也相继进行研究开发。20世纪90年代，中国第一台自由电子激光器被中国科学院研制问世。
按照电子束束流大小来划分，自由电子激光器可以分为康普顿型、拉曼型两大类。康普顿型自由电子激光器频谱范围集中在红外波段或可见光波段，具有高电子能量、低电子密度特点；拉曼型自由电子激光器频谱范围集中在毫米波段及亚毫米波段，具有高电子密度、低电子能量特点。康普顿型自由电子激光器与拉曼型自由电子激光器频谱范围互相补充，覆盖范围广泛。
由于自由电子激光器频谱范围宽广且可调节，在工业领域应用前景广阔。自由电子激光器在电子产业中，可用于PCB印刷、集成电路生产、半导体生产领域；在材料加工行业中，可用于高性能材料、高纯硅晶体等加工领域；在机械方面，可用于精密零部件生产制造领域。除此之外，自由电子激光器还可应用于医学研究、激光手术治疗以及制造激光武器等领域。总的来看，自由电子激光器市场空间极为广阔。
根据新思界产业研究中心发布的
《2020-2024年自由电子激光器行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，自由电子激光器位于激光产业链上游，行业进入技术壁垒高，产品附加值高，相关生产企业盈利能力强。受益于我国电子、新材料、机械、能源等行业快速发展，我国激光器市场保持持续快速上升态势，2019年，市场规模达到750亿元左右，发展势头强劲。作为激光器产品中性能优势突出的细分产品之一，自由电子激光器未来发展前景良好。
新思界
行业分析人士表示，自由电子激光器具有其他激光技术所无法替代的优点，特别是在频谱范围广、频谱可调节方面优势突出，在众多领域均可得到广泛应用。未来，随着我国材料、医学、能源、通信以及军事等领域技术不断进步，我国市场对自由电子激光器需求将持续上升，自由电子激光器应用的重要性将日益突出，市场前景十分可观。
