美国海军自由电子激光器预计到2020年中期将取得重大进展，能够在一秒钟之内穿透约609米的钢板。

美国近年来一直致力于定向能武器的研究，其原因主要是舰艇拥有武器级激光系统所需要的空间和能力，对于强大的激光器来说是一个理想的平台。首套激光器（将在未来10年内部署）可能是传统的固态激光器，能够发射连续光束，有点像激光指示器。固态激光器的问题是它们光的波长是固定的，而且要依赖于天气，距离远时强度会变弱。因此到2020年，可以选择的是自由电子激光，它能以多种波长来输出能量，且不需要重量较大的大型固态基础设施。

自由电子激光器基本上就是一个能够将快速移动的电子转化为光子的粒子加速器。2011年2月，海军的自由电子激光器样机已经产生了200千瓦的波束，它在一秒内能够穿透6米左右的钢板。而美国海军的最终目标是使自由电子激光器达到兆瓦级，并且在一秒钟之内穿透609米的钢板。

目前，自由电子激光器大约有一个足球场的那么大，但是这对于装备在航母上来说体积可能相对较大。但是随着技术的改进，将不断缩小激光器的体积，同时使其更加高效，到2015年，它的体积将缩小为15米×6米×3米。到2020年，体积可能还会更小，能够装在直升机和无人机上使用。到2030年，体积可能缩小到手持的程度。