早期激光器由于功率较小，用光电型激光功率计进行测量即能满足使用要求。光电型激光功率计具有灵敏和快速的特点，是最早出现的功率计。
光电二极管型激光功率计的结构简单，因为没有利用光的热效应，对外界环境温度的要求比较低，相比于热效应功率计响应速度更快；缺点是更容易受到电噪声干扰，而且光谱响应不够平坦。
2）热电堆型
热电堆式激光功率计是热电型光功率测量的典型器件，利用的是激光的热效应和金属中的热电效应，如图3。热电型传感器具有光谱响应平坦、相对不容易达到饱和、受光照角度和位置影响较小等优点；缺点是响应速度比较慢。
1970年，基于热电偶以及真空腔的激光功率探测装置首次被制出。现在该类型的激光功率计不需要绝热环境就可以达到比较高的测量稳定性，在测量标准值为10.000dBm的850nm光源时测量的标准偏差可以达到0.003dBm。
3）热释电型
热释电传感器基于一些晶体的热释电效应进行传感，如图4所示。由于测量的是温度变化，热释电传感器一般不适合用来测量连续激光。基于热释电效应的功率计一般称为热释电能量计，适合测量单脉冲的能量。
图4热释电光功率传感器基本结构
1982年，热释电效应成功被应用于激光功率的测量。目前热释电光功率测量系统精确度很高，可以在典型值1mW的测量条件下达到0.5%的测量精度。热释电型传感器的优点包括测量精度比较高、响应快、能测量单脉冲能量，对微小激光功率也能有比较明显的响应等。
4）低温绝对辐射计
随着光纤技术的广泛应用，研究人员也开始关心微小激光功率的测量，热释电型激光功率计应运而生。除了对功率范围的要求之外，在精度提升方面，对绝对辐射计的研究推动了激光功率计测量基准的建立，后来出现的低温绝对辐射计（图5）使激光功率计的测量精度上限得到了飞跃性的提升。
图5低温绝对辐射计测量系统示意图
1985年，精确度非常高的低温绝对辐射计被提出。现在的低温辐射计在测量波长范围为500nm~16μm的激光时，相对标准不确定度可以达到0.015%。这种功率计的缺点是系统比较复杂且体积庞大，适合于科学研究，难以实现广泛的应用。
5）流水式
随着测量功率的进一步增大，热电型功率计会产生温漂，吸收面温度不断升高也会引起功率计的损伤，为了使功率计的损伤阈值提高，出现了各种针对大功率测量的结构。流水式是其中一种基于激光的热效应对大功率激光进行功率测量的方法，如图6所示。
图6流水式光功率计示意图。（a）典型的流水式光功率计；（b）流水式光功率计的校准装置
与其他光功率计结构不同，流水式光功率计是在光吸收材料的内部增加了一层水层，水作为比热容比较大的液体，能有效地带走激光被材料吸收产生的热量。水流出加热区域之后，通过水的流速和测量点的水温就可以计算得到激光功率。
6）光致动力学传感
2013年，一种基于光致动力学进行光功率测量的方法被提出。这种方法的优势在于可以在不吸收激光的情况下进行激光功率的测量，实时监测激光功率，而且根据反射镜的参数，可以实现较大波长范围及功率范围的激光功率测量。由于光致动力学的原理是光在反射过程中和反射镜之间的作用，相比之前介绍的其他方法，光致动力学传感的一个很大优势是能在几乎不吸收激光的条件下实现光功率的测量，这为激光加工与测量等应用过程中的在线测量提供了有效的解决方案。
因为光致微小力造成的反射镜位移很小，研究人员为了测量出这个位移提出了几种新颖的测量系统结构（如图7所示）：悬挂式反射镜的测量结构、磁悬浮式结构、弹簧平衡式结构等。
图7典型光致动力学光功率测量装置。（a）悬挂式测量结构；（b）磁悬浮结构的测量装置以及校准装置示意图；（c）由电容传感器集成的弹簧平衡式结构
激光功率测量的典型应用
自1961年研究人员利用光电管接收激光照射产生的电压特性，首次测量了激光功率，激光功率测量应用领域不断拓展。
2）激光加工
在涉及到激光加工的应用中，使用的激光功率一般都比较大，各种形式的大功率激光测量方案，比如流水式、积分球等，都是为了满足大功率激光的测量要求。
在一些高精度激光焊接和烧蚀的应用中，需要实时监测激光的功率以便进行调节。目前应用比较广泛的方法是使用分光比为10^5^~10^6^的分光镜进行分光，这种方式的缺点是在分光过程中，分光镜会难以避免地受热膨胀，造成分光比和光路方向的误差。
3）生物医疗
生物医疗领域一个比较重要的应用是用激光进行龋齿的预防。激光预防龋齿的原理比较复杂，包括激光热效应杀菌、改变牙齿釉质结构和影响釉质渗透性等。激光单脉冲能量是该过程中的一个重要指标，使用激光能量计可以对激光脉冲能量进行评估，以便在不伤害患者的情况下获得更好的治疗效果。
4）现代国防
激光由于其高亮度、单色性和方向性好等特点，在国防领域获得了广泛的应用，包括激光测距、激光雷达、激光制导和激光武器等，其中很多应用都离不开激光功率计。
5）光纤传感
布里渊光时域反射（BOTDR）技术可以用于测量光纤中的熔接点、折射率变化、位移以及温度等参数。其中参考臂光功率的测量精度会直接影响BOTDR的测量结果。参考臂输出功率的反馈补偿结构能够比较好地解决这一问题。最直接的方法是提升传感器的精度和响应速度，以确保测量结果的可靠性。
6）电光元件
电光Q开关（Q-switch）是超短脉冲激光器的重要组成部分，可以通过阻断光在谐振腔内的反射通路来使激光器进入通光和截止两种状态。
高精度激光功率测量面临的挑战
就波长范围而言，针对光刻和激光疗法等应用，被测量激光的波长范围从可见光扩展到紫外和红外波段；
就功率值大小而言，对于光纤传感中的微弱光信号，需要对小至皮瓦级的功率进行测量，针对激光加工等，又需要对高达数十千瓦的激光功率进行测量；
就测量精度而言，相对测量不确定度从最早的约10%发展到0.1%甚至更小。
近年来随着各种测量原理的不断完善，以及新的测量需求出现，现在的激光功率计研究已经不再是以制作出能够投入使用的光功率计为目标，而是朝向高精度测量发展，使其能适应激光功率检测的高精度要求。
由此可见，高精度光功率测量目前面临以下几个挑战：
一是在降低测量不确定度的同时提升测量范围，包括功率以及波长的范围；
二是在激光加工等需要进行功率调整的场合，如何实现对光功率的实时监测；
三是如何提升光功率计的抗干扰能力，包括杂散光和电磁噪声的干扰；