x-ray辐射产生的原理
当电子束与标靶的原子碰撞时，原子内层电子被打出，外层电子往内递补，而由高能阶转变成低能阶的状态，能量便藉由X-ray辐射的方式产生，此X光称为特征辐射。
1：当以高电压加速之电子束撞击阳极标靶，高速电子受到标靶原子的阻挡急剧停止下来，电子在非弹性碰撞过程中能量损失部分转变成X光子的能量，此X光称为连续辐射。
2：同步辐射
根据电磁学的理论，带电粒子的运动速度或方向改变时会放射出电磁波。当电子以接近光速飞行，受到磁场的作用而发生偏转时，便会因相对论效应沿着偏转的切线方向，放射出薄片状的电磁波，这就是「同步辐射光」。
3：自由电子激光（a free-electron laser）
为了产生自由电子激光，一束电子被加速至接近光速（相对论速度）。之后，电子束通过由周期性横向磁场构成的自由电子振荡器。产生周期性磁场的磁体阵列又被称为“波荡器(undulator)”或“摇摆体(wiggler)”，这是因为它们会作用于电子束使之形成正弦形状的路径。在此路径上对电子进行加速会使之发射光子（同步辐射）。由于电子周期运动与已发射光场同相，得到的是相干叠加的光场，即自由电子激光。所发射的光波长可以通过改变电子束能量或波荡器的磁场强度进行调节。
