透鏡是一種人們非（fēi）常熟悉的光學元件，它屬於被動光學元件，在光學（xué）係統中用來會聚、發（fā）散光輻射。通常的透鏡體積比較大，人眼能（néng）看（kàn）得到，屬於折射型光學元件，遵循折射定律，用幾何光學（xué）的知識就能很好地研究它們的光學（xué）性（xìng）質。相同的透鏡按一定的周期排列（liè）在一個平麵上便構成了透鏡陣列，由普通的（de）透鏡組成的（de）透鏡陣列的光學性質就是單個透（tòu）鏡功能的合（hé）成。

然而，隨著科學技術的進步，當前（qián）的儀器設備已朝（cháo）著光、機、電集成的趨（qū）勢發展趨勢（shì）。利用傳統方法製造出來的（de）光學元件不僅製造工藝複雜，而且製（zhì）造出來的光學（xué）元件尺寸大、重量大，已不能滿足當今科技發展的（de）需要。目前，人們已經能夠製作出直徑非常小的透鏡與透鏡陣列（liè），這種透鏡與透鏡陣列通常是不能被人眼識別的（de），隻有用顯微（wēi）鏡、掃描電鏡、原子（zǐ）力顯（xiǎn）微（wēi）鏡等設備才能觀察（chá）到，這就是微透鏡和微透鏡陣列。

微光學技術所製造出的微（wēi）透鏡與微透鏡陣列以其（qí）體積小、重量（liàng）輕、便於集成化（huà）、陣列化等優點，已成為新的科研（yán）發（fā）展方向。隨（suí）著光學元件小型化的發展趨勢，為（wéi）減小透鏡與透鏡陣列的尺寸而開發了許多新技術，現在已經能夠（gòu）製作出直徑為毫米、微米（mǐ）甚至納米量級的（de）微透鏡與微透鏡陣。

在（zài）上個世紀80年代，一種新型的微小光學陣列器件自聚焦平麵微透鏡陣列發展起來，它采用當時先進的光（guāng）刻工藝（yì），製作出排列整齊（qí），結構均勻的微（wēi）透鏡陣（zhèn）列，而且微透鏡陣（zhèn）列的表麵為平麵，易於與其它平麵元件耦合連接，並且具有較好的聚光、準直、分路、成像（xiàng）、波（bō）分複用、開關、隔離等三維功能。另（lìng）外，由於單個透鏡的直徑小，透鏡密度高，可實現信（xìn）息的大容量，多通道並行處理。因此，在光傳感、光計算、光纖通信及其它（tā）光電子器（qì）件中獲得了重要的應用。

1992年，日（rì）本Sony公司報道了將微透鏡陣列與CCD單片集成製作出高靈敏度的CCD器件。微透鏡陣列與CCD集成能夠提高CCD的填充係數進而改善CCD的靈敏度和信噪比。CCD由許多（duō）光敏元（yuán）組成，光敏元將獲得（dé）的光信號轉變成電信號，然後轉移（yí）出去。由於移位寄存器和轉移門（mén）的存在，光敏元（yuán）之間存（cún）在明顯的空隙，落（luò）在CCD上的信號光約有2/3並不能被（bèi）光敏元拾（shí）取。CCD的填充係數（shù）隻有（yǒu）20．30%，導（dǎo）致了CCD較低的（de）光敏性。這樣入射到（dào）CCD其它區域的（de）信號（hào）光就會被浪費，信號光（guāng）的利用率很低。因此微透鏡陣（zhèn）列的主要作用（yòng）是使（shǐ）原本落入介電層上（shàng）的（de）光子由於微（wēi）透鏡的作（zuò）用使之偏折落入光敏區，提高CCD的填充係數。通過在CCD上使（shǐ）用微透鏡陣列，使光聚焦在CCD光敏元上，能夠使CCD得靈敏度得到大幅度提（tí）高，而CCD的量（liàng）子效率在可見光譜範圍內平均提高兩倍。

1994年（nián）菲（fēi）利普研發（fā）中心成功製作出二維大麵積圖像傳感微透鏡陣列。微透鏡的（de）直徑為190um，間隔200um，微透鏡（jìng）的焦距從200—450um。微透鏡陣列提高了傳感器件的響應速度，而對圖像分辨率沒有影響。

1997年，美國麻省理工學院(MIT)林肯實驗室研究人員采用質量轉移法，成功製作出折射非球形微透鏡陣（zhèn）列，用於錐形諧振（zhèn）腔激光器的光束準直，使（shǐ）衍射受（shòu）限光束發散角僅為0.43。，並實現了與單模光纖的耦合。

2002年，Osaka大學（xué）研究人員利用微透鏡陣（zhèn）列與二次諧波顯微鏡(second harmonic generation microscopy)集（jí）成，提出了多焦點掃描技術（shù），與（yǔ）傳統的單焦點掃描方法相（xiàng）比（bǐ），此技術使二次諧波生成的探測效率和圖像采集率獲（huò）得了數（shù）十倍的提（tí）高。

2005年，韓國研究人員報道稱將微透鏡陣列用於（yú）超大尺寸的三維成像顯示（shì），微透鏡陣列（liè）能夠加大顯示器的視場角，同時顯示的圖（tú）像顯非常清（qīng）晰而且沒有畸變。

2006年，美國加利福尼亞州（zhōu）的斯坦福（fú）大學的研究人員成功地利用微透鏡陣列代替數碼相機中的單一透鏡成像，大大增加了相機的聚焦深度和視場（chǎng）角。裝有微透鏡陣列的相（xiàng）機不但能夠（gòu）使遠處和近處的像清晰（xī），連背景也十分（fèn）清楚，而一般的相機（jī）隻能獲得近處或遠處（chù）的像。

2007年韓國LG公司研究人員報道了使用高填充因子微透鏡陣列增強OLED的光輸出效率。他們利用溝道成型和高分子敷形圖（tú）層氣（qì）相沉積的微機（jī）械製作工藝在（zài）OLED器件表麵製作出來高填（tián）充因子（zǐ）的微透鏡陣列，將OLED的輸出效率提高了48%。

在國內，研究人員對微透鏡陣列理論及製作工藝也進行了深入的研究，使得其（qí）得到了廣（guǎng）泛的應用（yòng）。如成都光電所將其成功地用於波前測量（liàng）、激光光束（shù）診斷、激光光（guāng）束整形和光學（xué）元件質量評價等實（shí）際係統中（zhōng）；浙（zhè）江大學對其在密集多載（zǎi）波分複（fù）用（yòng）器中的應用也作了深入的研究；南（nán）開大學光學所衍射微光學試（shì）驗室對微透鏡的製作工藝也進行（háng）了深入（rù）的（de）研究。

由於（yú）微透鏡陣列在微光學係統中有著重要而廣泛的應用，如可用於光信息處理、光計算、光互（hù）連、光數據傳輸（shū）、生成二維點光源，也可用於複印機、圖像掃描儀、傳真機、照相機，以及醫療衛生器械中。此外，微透（tòu）鏡陣列器件也實現了（le）微型化（huà）和集成化，使得其具有（yǒu）很強（qiáng）的適應（yīng）性，可廣泛用於通信、顯示和成像器（qì）件當中。用於（yú）半導體激光器的橢圓形折射微透鏡陣列，能夠實現激光器的聚焦（jiāo）與準直，激光二極管(LD)的光束整形，它還可用於光纖、光學集成回路（lù）之間，實（shí）現光器件的有（yǒu）效耦合。在光纖通信中，橢圓（yuán）形微透鏡將來自自由空間的光耦合進光纖，並校（xiào）準從光（guāng）纖（xiān）出來的光。目前微透鏡陣列己經在原子光學（xué）領域有所應用，利用微透鏡陣列做成原子波導、分束器（qì）、馬赫（hè）一曾德爾幹涉儀或利用其捕獲原子或（huò）者對中性原子進行量子信息處理。因此對於微透鏡陣列（liè）使用（yòng）材料，製作工藝和用途方麵的研（yán）究十分必要。