半導體激光器焊接機自由電子激光器是自由電子的受激輻射，把相對論電子束的能量轉換成相干輻射的激光器件。它的結構和工作原理如下：

      半導體激光器焊接機自由電子激光諧振腔裝置,它由扭擺磁鐵、由電子束注入器(電子加速器)和光學(xué)諧振腔三部分組成。扭擺磁鐵由很多組磁鐵構成, 它的作用相當于普通激光器中的泵浦源，相鄰兩組磁鐵的磁場(chǎng)方向是上下交替變化的,磁場(chǎng)變化的空間周期用λW表示。由電子加速器注人到扭擺磁場(chǎng)區的電子向z方向前進(jìn)并在洛倫茲力的作用下,在x一z平面內左右往復地擺動(dòng),當電子在磁場(chǎng)區域內作圓弧形運動(dòng)時(shí)于有向心加速度就會(huì )沿軌道的切線(xiàn)方向輻射出電磁波。

                              自由電子激光器諧振腔

      自由電子光學(xué)諧振腔與普通激光腔類(lèi)似，是由兩塊光學(xué)反射鏡組成的，由于它們的工作原理不同，對諧振腔的要求也有所不同。

      首先必須具有寬通帶特性,以保證光腔能在FEL設計波長(cháng)范圍內工作；

      第二，高鏡反射比問(wèn)題,尤其工作于短波長(cháng)的FEL,增益低,對鏡反射比非?？量?需用穩定的寬帶鍍層；

      第三，光學(xué)元部件應具有抗輻射損傷能力,特別是電子儲存環(huán)上的FEL，大量的真空紫外同步輻射可以迅速地損傷一般的高反射比鍍鏡。所以研制耐紫外輻射的穩定高反射比光鏡是發(fā)展紫外到X射線(xiàn)FEL的必要條件；

      第四，在短波、高功率情況下,腔內的能量散逸可能損毀鏡面，這將是發(fā)展高功率FEL的一個(gè)棘手問(wèn)題。

                             自由電子激光器和微波激射器

      從加速器輸出的相對論電子束橫穿過(guò)周期性變化的波振器靜磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向與電子束垂直，故穿過(guò)的電子束被迫進(jìn)行橫向振蕩，并向前方發(fā)射磁軔致輻射。在高能電子和光子的散射過(guò)程中，電子運動(dòng)方向上的散射光子的頻率可由能量和動(dòng)量守恒定律決定，波振器使聚焦的電子束在與光子束相互作用的整個(gè)過(guò)程中，始終保持在直線(xiàn)方向上。當電子束和光子束密度足夠大時(shí)，便形成受激散射，產(chǎn)生自由電子激光。自由電子激光器的輸出激光波長(cháng)與電子能量有關(guān)，改變電子束的加速電壓就可以改變激光波長(cháng)，這稱(chēng)為電壓調諧。其調諧范圍很寬,原則上可以獲得任意波長(cháng)的激光。

       這就是半導體激光器焊接機自由電子激光器的結構和工作原理，僅供參考。