美國海軍自由電子激光器預計到2020年中期將取得重大進展，能夠在一秒鐘之內穿透約609米的鋼板。

美國近年來一直致力于定向能武器的研究，其原因主要是艦艇擁有武器級激光系統所需要的空間和能力，對于強大的激光器來說是一個理想的平臺。首套激光器（將在未來10年內部署）可能是傳統的固態激光器，能夠發射連續光束，有點像激光指示器。固態激光器的問題是它們光的波長是固定的，而且要依賴于天氣，距離遠時強度會變弱。因此到2020年，可以選擇的是自由電子激光，它能以多種波長來輸出能量，且不需要重量較大的大型固態基礎設施。

自由電子激光器基本上就是一個能夠將快速移動的電子轉化為光子的粒子加速器。2011年2月，海軍的自由電子激光器樣機已經產生了200千瓦的波束，它在一秒內能夠穿透6米左右的鋼板。而美國海軍的最終目標是使自由電子激光器達到兆瓦級，并且在一秒鐘之內穿透609米的鋼板。

目前，自由電子激光器大約有一個足球場的那么大，但是這對于裝備在航母上來說體積可能相對較大。但是隨著技術的改進，將不斷縮小激光器的體積，同時使其更加高效，到2015年，它的體積將縮小為15米×6米×3米。到2020年，體積可能還會更小，能夠裝在直升機和無人機上使用。到2030年，體積可能縮小到手持的程度。