激光等离子加速器比传统设备占用的空间更小，传统设备有时长达数公里。这种紧凑的粒子源可以高效加速电子束，使 X 射线激光器可以安装在大学研究所的地下室中。

但仍有几个挑战需要解决：为了产生紫外线或X射线，激光等离子加速器产生的电子束必须非常精细地捆绑在一起并具有明确的特性。

到目前为止，甚至很难精确测量这些粒子束。现在，亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 (HZDR) 的一个团队开发了一种新颖的测量方法，该方法将有助于推动激光等离子体加速的发展。

在激光等离子体加速中，激光向气体中发射强光脉冲。脉冲强度如此之强，以至于气体被电离并产生等离子体——电子和离子的混合物。当激光脉冲迫使较轻的电子比较重的离子更快地离开时，在其后面会形成一个带正电的“气泡”。如果将一些电子注入这个气泡中，电磁场的强度几乎可以将它们弹射出去。

这个过程只需要几厘米，但可以加速成束的电子，其速度与传统的几十甚至几百米的装置一样，并使用电波来移动粒子。

自由电子激光器(FEL) 是最先进的激光等离子体加速器的一个有趣应用。在这里，电子束以接近光速的速度穿过所谓的波荡器。这组磁铁迫使粒子进入障碍路径，使它们发出强烈的类似激光的 X 射线或紫外线闪光，这些闪光可用于追踪极快的过程，例如在千万亿分之一秒内发生的化学反应。