熱敏探頭吸收入射激光輻射，轉換成熱量，熱量最終傳導到熱沉當中，熱沉由水冷或者空氣冷卻散熱，從而溫度能夠維持相對的穩(wěn)定。吸收點與熱沉點處的溫度差異通過熱電偶結轉換成電信號，反映入射激光功率。

熱敏探頭可接受的激光頻譜寬度和功率范圍都非常寬，空間均勻性也非常高，不受光斑尺寸、光點位置或光斑不均勻性的影響。不采取任何補償/加速措施的情況下，熱敏探頭的響應時間大約是1-45秒，根據探頭的尺寸而有差異。相干公司多數的顯示表頭都帶有電子補償/加速顯示功能，從而可以將響應時間縮短到1-10秒。

半導體光電二極管將入射的光子轉換成載流子（電子和空穴），從而可以電壓或者電流的形式探測。光電二極管精度高、噪聲低，是精確測量低功率的理想工具；響應速度快，可以用來查看脈沖形狀。半導體探頭的飽和閾值大約是1mW/cm², 所以在測量高功率時應使用衰減片。

半導體探頭的激光頻譜響應范圍非常窄，空間均勻性也大大地低過熱敏探頭，測量均勻性差或者指向穩(wěn)定性差的光束時的重復精度較差。

焦熱電探頭采用鐵電晶體，這些晶體的電偏振度是永久不變的，入射光加熱晶體，改變偶極距，產生電流。因為焦熱電探頭只響應溫度變化率，所以被測量的光源應當是脈沖的或者經過調制的。

焦熱電探頭在測量能量時的表現就象電容，將脈沖積分，輸出電信號，信號的峰值正比于脈沖能量。