编号为YAL-1A的原型机于2002年7月成功首飞，机上搭载的兆瓦级氧碘化学激光炮全系统重达45吨，其中毁伤激光器部分由6个互联模块组成，每个模块都重3吨，体积相当于一辆SUV大小，负责为布置于机头位置的激光炮塔供能，5秒钟发射的高能激光束能量足够让一户普通美国家庭使用超过1小时。
YAL-1A原型机搭载的氧碘化学激光炮全系统重达45吨，当时只有波音747货机是较为理想的改装平台，其激光炮塔主要位于机头位置。图为YAL-1A的彩色剖面结构示意图
YAL-1A的作战步骤分为探测目标（利用广域红外探测系统全方位探测助推阶段的弹道导弹尾焰）、跟踪目标（探测到导弹后，利用主动测距激光系统锁定并照射目标，火控系统进行实时跟踪，火控计算机同时调整镜面，准备补偿光束在攻击路径上的大气扰动等）和毁伤目标3部分。进入毁伤阶段后，氧碘激光炮会向弹道导弹发射高能激光束，将光束聚焦于导弹表面的瞄准点（如导弹燃料箱）上，烧穿外壳，点燃内部燃料，以此方式摧毁导弹。
