Undulator Wiązka elektronów po ostatecznym uformowaniu jest kierowana do układu magnesów (elektromagnesów) z poprzecznym do wiązki polem magnetycznym o zmieniającym się cyklicznie kierunku. Ten układ magnesów nazywany jest undulatorem albo wigglerem, ponieważ zmieniające się wzdłuż drogi wiązki pole magnetyczne zmusza elektrony w wiązce do poruszania się w poprzek, po torze podobnym do sinusoidalnej ścieżki wzdłuż osi undulatora. Undulatorem nazywa się te układy magnesów, w których cykliczność pola odgrywa większą rolę niż jego siła, a wiglerem urządzenie, w którym zmienność pola magnetycznego zmienia charakterystykę promieniowania, ale powstająca wiązka nie może być spójna. W laserach na swobodnych elektronach stosowane są undulatory.
Emisja promieniowania Elektron poruszając się w polu magnetycznym doznaje przyspieszenia poprzecznego do kierunku swego ruchu powoduje to emisję promieniowania synchrotronowego, którego kierunek zależy od kierunku ruchu elektronu. By wiązka była jak najmniej rozbieżna zmiana kierunku ruchu musi być niewielka, przez co, oraz by uzyskać dużą jasność promieniowania, zmiana kierunku pola musi być wielokrotna.