במעבר אלקטרוני חופשי (FEL), קרן אלקטרונים רלטיביסטית עוברת דרך זוג גלים המכילים מערכות של מגנטים דיפוליים שענפיהם מצביעים בכיוון חלופי. האלקטרונים פולטים קרינת סינכרוטרון שמתקשרת באופן קוהרנטי עם אותם אלקטרונים כדי להגביר את שדה הקרינה בתדירות הרזוננס. FEL יכול לפריץ קרינה אלקטרומגנטית קוהרנטית בהבהירות גבוהה עם טווח רחב של תדירות, מיקרוגלים ועד קרני רנטגן רכות. מכשירים אלה משמשים בייצור, תקשורת, ויישומים רפואיים, כגון ניתוח רקמות רכות. אלקטרונים חשובים בצנורות קרניים קתודיות, אשר שימשו באופן נרחב כמכשירים בתצוגה במעבדות, במעצבי מחשב וטלוויזיה. בפוטומפלנטור, כל צינור פוטו-מפלנטורי מכניס את הפוטונים המפוצצים.
קרינה אלקטרומגנטית קוהרנטית בעלת בהירות גבוהה