X射线自由电子激光器为硬X射线（8keV）光谱范围内的第四代超高峰值功率和相干X射线束提供了潜力。对这类源的三个潜在应用领域进行了批判性审查。由于这种光束焦点处的巨大电场强度，表明物质会很快形成等离子体，形成亚微米尺寸的焦点。因此，全息图的形成只适用于尺寸为几微米或更大的晶体样品。提出了一种利用样品和参考二维晶体之间的干涉进行X射线全息术的新版本。由于自由电子激光脉冲的峰值强度很高，所以自然会应用于时间分辨多束团“动态X射线散射”测量。结果表明，这可以提供凝聚态物质动力学过程的信息，与用慢中子束获得的信息互补。最后，对光学激光诱导泵浦型实验进行了综述。有可能将电子激发态电荷分布的研究扩展到寿命在亚微秒范围内的电子激发态。
