본 발명은 한 쌍의 열전대와 금속박판을 포함하는 실시간 광출력 측정 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 발명이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광출력 측정 장치는 제1 금속선, 제2 금속선을 포함하는 제1 열전대 및 제1 금속박판을 포함하는 제1 센서; 제3 금속선, 제4 금속선을 포함하는 제2 열전대 및 제2 금속박판을 포함하는 제2 센서; 및 상기 제1 센서와 제2 센서에서 측정된 온도들의 온도차를 계산하여 상기 제1 센서와 제2 센서에 광을 조사하는 광원의 광출력 및 표면 온도를 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.