較高(gao)(gao)的(de)重復率對于利用高(gao)(gao)功率激光器驅動粒子(zi)束(shu)(shu)來說(shuo)同樣至關重要。在一種方案中(zhong)，強激光束(shu)(shu)能將金屬(shu)靶轉變成等離(li)子(zi)體。這(zhe)一過(guo)(guo)程(cheng)釋(shi)放的(de)電子(zi)反過(guo)(guo)來會將來自(zi)金屬(shu)表面原(yuan)子(zi)核的(de)質子(zi)噴射出去。醫生可以利用這(zhe)些質子(zi)脈(mo)沖摧(cui)毀癌(ai)癥，同時更高(gao)(gao)的(de)射速(su)將使(shi)開(kai)展小(xiao)規模個人劑(ji)量的(de)治(zhi)療變得更加容易。

對于(yu)物理學(xue)(xue)家來說，他們一直夢想著建(jian)造由(you)(you)快速(su)發射的(de)(de)(de)(de)激光(guang)脈(mo)沖驅(qu)動的(de)(de)(de)(de)粒子(zi)(zi)加速(su)器。當強激光(guang)脈(mo)沖擊打由(you)(you)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)和陽離子(zi)(zi)構(gou)成的(de)(de)(de)(de)等離子(zi)(zi)體時，它(ta)會(hui)(hui)將較輕的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)向前(qian)推，從而將電(dian)(dian)(dian)荷(he)分離并且創建(jian)出二次(ci)電(dian)(dian)(dian)場。該電(dian)(dian)(dian)場會(hui)(hui)“拖(tuo)曳”粒子(zi)(zi)跟在(zai)光(guang)線后面，就(jiu)像(xiang)緊緊跟隨(sui)快艇的(de)(de)(de)(de)水流。這種(zhong)“激光(guang)尾波場加速(su)”可(ke)在(zai)一兩毫(hao)米(mi)的(de)(de)(de)(de)空間內將帶電(dian)(dian)(dian)荷(he)粒子(zi)(zi)加速(su)到較高能級，而傳統加速(su)器需(xu)要數(shu)米(mi)寬的(de)(de)(de)(de)空間。速(su)度由(you)(you)此被加快的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)會(hui)(hui)被磁體操(cao)控，以此產生所謂的(de)(de)(de)(de)自由(you)(you)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)激光(guang)器（FEL）。FEL產生極其明亮(liang)和短暫的(de)(de)(de)(de)X射線光(guang)，而后者(zhe)能照亮(liang)短暫存在(zai)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)(xue)和生物學(xue)(xue)現象。和傳統加速(su)器驅(qu)動的(de)(de)(de)(de)激光(guang)器相比，FEL要更(geng)加緊湊和廉(lian)價(jia)。

從長遠來(lai)開(kai)，被高(gao)重復PW級(ji)脈沖加速的(de)電子可將粒子物理學家夢想(xiang)建(jian)造的(de)機(ji)(ji)器成本大(da)幅削減。他們的(de)夢想(xiang)是：建(jian)造可接替位于瑞(rui)士日內瓦附近(jin)歐洲核(he)子研究委(wei)員會的(de)大(da)型強(qiang)子對(dui)撞機(ji)(ji)的(de)30公里長正(zheng)負電子對(dui)撞機(ji)(ji)。英國倫敦(dun)帝(di)國理工學院等離子體物理學家Stuart Mangles表示，和現在構想(xiang)的(de)成本約為100億美元的(de)機(ji)(ji)器相比，基于100PW激光器的(de)設備(bei)長度至(zhi)少會短10倍，成本也將至(zhi)少縮減1/10。