Metody te udaje się zastosować do ultrafioletu włącznie, dla promieniowania rentgenowskiego nie skonstruowano zwierciadeł ani źródeł promieniowania spójnego. Dla laserów w zakresie rentgenowskim stosuje się technikę zwaną samowzmacniającą się emisją spontaniczną, urządzania takie oznaczane są jako SASE FEL lub dla podkreślenia, że emitowane jest promieniowanie rentgenowskie SASE XFEL. W technice tej promieniowanie przebiega przez undulator tylko raz, a opisane wyżej oddziaływanie promieniowania na elektrony paczkuje elektrony, które emitują spójne fale. Paczkowanie elektronów wymaga odpowiednio dużej liczby elementów undulatora.
Podstawowe zależności thumb|Widmo promieniowania synchrotronowego w zależności od energii elektronów Większość efektów działania lasera na swobodnych elektronach można wyjaśnić na gruncie mechaniki klasycznej z uwzględnieniem efektów szczególnej teorii względności.
Promieniowanie elektronu Ładunek elektryczny poruszający się w silnym polu magnetycznym emituje promieniowanie zwane promieniowaniem synchrotronowym, widmo promieniowania wytwarzane przez elektrony poruszające się w jednorodnym polu magnetycznym jest szerokie z maksimum w częstości zwanej krytyczną i zanika szybko powyżej tej częstości: