Emisión estimulada en láseres de electrones libres

No hay emisión estimulada en un FEL.

El proceso SASE ( emisión espontánea autoajustada) funciona de la siguiente manera:

1. Se acelera un montón de electrones.
2. Los electrones pasan por un primer ondulador, creando una luz tipo fuente de sincrotrón.
3. La luz y los electrones fluyen libremente juntos, ya que ambos se mueven a la velocidad de la luz, hay una reacción inversa de la luz sobre los electrones. Esta es la fase de autoamplificación: el grupo de electrones (más o menos grande) se corta en varios cientos de "microgrupos", que se comprimen en escalas de longitud del orden de micras (de ahí el nombre).
4. Los micro-racimos pasan por un segundo ondulador. Aquí, también crean luz de sincrotrón, pero la duración de los pulsos es la longitud del microgrupo dividida por la velocidad de la luz. $$\Delta t \approx \frac{\mu m}{c} = \frac{10^{-6} m}{10^8 \frac{m}{s}} \sim 10^{-14} s.$$ Así es como un FEL puede crear ráfagas de luz en una escala de tiempo de femtosegundos.
5. Dado que cada microbunch emite su luz de manera coherente (nota: esta es una coherencia espacial, no una coherencia de fase), las intensidades máximas son comparables a los láseres de estado sólido, razón por la cual estas máquinas se denominan "láseres" de electrones libres, aunque hay sin "láser" en el sentido convencional.

Todo esto está completamente basado en la electrodinámica clásica. No hay emisión estimulada en un estado bosónico altamente poblado, como en los láseres convencionales.

Lo que describo arriba es el proceso FEL sin sembrar. Se puede reemplazar el paso 2 con un láser convencional que proporcione la luz intensa necesaria para inducir el microagrupamiento.