الکترون های نسبیتی با ورود به میدان سینوسی مغناطیسی موج زن شتاب گرفته و تولید تابش سینکروترونی می کنند. به دلیل سرعت نسبیتی الکترون، فرکانس تابش به مقادیر بسیار بالا رسیده و علاوه بر این تمام تابش در یک مخروط فضایی کوچک جمع می شود. به کار بردن کاواک در دو انتهای موجزن سبب می شود تا تابش تولیدی به دام افتاده در داخل کاواک، با الکترون های عبوری اندرکنش کرده و نور خروجی را همدوس سازد. این عوامل همگی سبب شده اند تا تابش صورت گرفته دارای درخشش* بالایی باشد. به همین علت، لیزر الکترون آزاد دارای بیشترین درخشش در بین منابع نوری است. در این پایان نامه، ابتدا موجزن لیزر الکترون آزاد بررسی شد. پس از این مرحله اقدام به طراحی یک موجزن، از روی یک نمونه خارجی و شبیه سازی آن با کد جنسیس انجام شد. همچنین میدان مغناطیسی موجزن توسط نرم افزار کامسول طراحی شد.