透鏡是一種人（rén）們非常熟悉的光學元件，它屬於被動光學元件，在光（guāng）學係統中用（yòng）來（lái）會聚、發散光輻射。通常的透鏡體積比較大，人眼能看得到，屬於折射（shè）型光（guāng）學元件，遵循折射（shè）定律，用幾何光學的知識就能很好地研究它們的光學性質。相同的透鏡按一定（dìng）的周期排列在一個平麵上（shàng）便構成了透鏡陣列，由普通的透（tòu）鏡組成的透鏡（jìng）陣列（liè）的光學性質就是（shì）單個透鏡功能的合成。

然而，隨著科學技術的進步，當前的儀器設備已朝著光（guāng）、機、電集成的趨勢發展趨勢。利用傳統方法（fǎ）製造出來的光學元件不僅製造工（gōng）藝複雜，而且製（zhì）造出來的光學元件尺寸大、重量大（dà），已不能滿足當今科技發展的需要。目前，人們已經能夠製作出直（zhí）徑非常（cháng）小的透鏡與透鏡陣（zhèn）列，這種透鏡與透鏡陣列通常是不能被人眼識別的，隻有用（yòng）顯（xiǎn）微鏡（jìng）、掃描電鏡、原子力顯微鏡等設備才能觀察到，這就（jiù）是微透鏡和微透鏡陣列。

微光學技術所製造出的（de）微透鏡與微透鏡陣列以其體積小、重量輕、便於集成化、陣列（liè）化等優點，已成為（wéi）新的科研發（fā）展方向。隨著光學（xué）元件小型化的發展趨勢，為減小透鏡與透鏡陣（zhèn）列的尺寸而開發了許多新技術（shù），現在已經能夠製作出直徑為毫米、微米甚至納米量（liàng）級的微透鏡與（yǔ）微透鏡陣（zhèn）。

在上個世紀80年代，一種新型的（de）微小光學陣列器件自聚焦平麵微透鏡陣列發展起（qǐ）來（lái），它采用當時先進的光刻工藝，製作出排列整齊，結構（gòu）均勻（yún）的微透鏡陣列，而且微透鏡陣列的表麵為平麵，易於與其它平麵元件耦合連接，並且具有較好的聚光、準直（zhí）、分路、成像、波分複用、開關、隔離等三維功能。另外，由於單（dān）個透鏡的直徑小，透鏡密度高，可實現信息的大容量，多通道並行處理。因此，在光傳感、光計算、光纖通信及其它光（guāng）電子器件中獲得了重要的應用。

1992年，日本（běn）Sony公司報道了將微透鏡陣列與（yǔ）CCD單片集成製作出高靈敏度的（de）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（gǎi）善CCD的（de）靈敏度和信噪比。CCD由許多光敏元組（zǔ）成，光敏元將獲得的光信號轉變成電信號，然後轉移出去。由於移位寄存器和轉移（yí）門的存在，光敏（mǐn）元之間存在明顯的空隙，落在CCD上的（de）信號光約有2/3並不能被光（guāng）敏元（yuán）拾取。CCD的（de）填充（chōng）係數隻有20．30%，導致了CCD較低的光敏（mǐn）性。這樣入射到CCD其它區域的信號（hào）光就會被浪費，信號（hào）光的利（lì）用率很低（dī）。因此微透鏡陣列的主（zhǔ）要作用是（shì）使原（yuán）本落入介（jiè）電層上的光子由於微透鏡（jìng）的作用使之（zhī）偏（piān）折落入光敏區，提高CCD的填充係數。通過在CCD上使用微透鏡陣列，使光聚焦在CCD光敏元上，能夠使CCD得靈敏度得到大幅（fú）度提高，而（ér）CCD的量子效率在可見光譜範（fàn）圍內平均提高兩倍。

1994年菲利普研發（fā）中心成功製作出二維大麵積圖像（xiàng）傳感微透鏡陣列。微透鏡（jìng）的直徑為190um，間隔200um，微透鏡的焦距從200—450um。微透鏡陣列提高了傳感器件的響應速度（dù），而對（duì）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（chéng）功製作出折射非球形微透鏡陣列，用於錐形諧（xié）振（zhèn）腔激光器的光束準直（zhí），使衍射受限光束發散角僅為0.43。，並實現了與單模光纖的（de）耦合。

2002年，Osaka大學研究人員利（lì）用微透鏡陣列與二次諧波顯微鏡(second harmonic generation microscopy)集成，提（tí）出了多焦點掃描技術，與傳統的單焦點掃描（miáo）方法相比，此技術使二次諧波生成的探測效率和圖像（xiàng）采集率（lǜ）獲得了（le）數十倍的提高。

2005年，韓國研究人員報道稱（chēng）將微透（tòu）鏡陣列用於超大尺寸的三維成像顯示，微透（tòu）鏡（jìng）陣列能夠加大顯示器的視場角，同時（shí）顯示的圖像顯非常清晰而且沒有畸變。

2006年，美國（guó）加利福尼亞州的斯坦福大（dà）學的研究人員成功地（dì）利用微透鏡陣列代替數碼相機中的單一透鏡成像，大大（dà）增加了相機的聚焦深度和視（shì）場角（jiǎo）。裝有微透（tòu）鏡陣列的相機（jī）不但能夠使遠處和近處的像（xiàng）清晰，連背景也（yě）十（shí）分清楚，而一般的相機隻能（néng）獲得近處或遠處的像。

2007年韓國LG公司研究人員報道了使用高填充因（yīn）子微透（tòu）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層氣相沉積的微機械製（zhì）作（zuò）工藝在OLED器件表麵製作出來高填充因子（zǐ）的微透鏡陣列，將OLED的輸出（chū）效率（lǜ）提（tí）高了48%。

在國內，研究人員對微透鏡陣列理（lǐ）論及製作工藝也（yě）進行了深入的研究，使得其得到了廣泛的應用。如成（chéng）都光電所將其（qí）成功地用於波前測量、激（jī）光光（guāng）束診斷、激光光束整形和光學元件質量評價等（děng）實際係統中；浙江大學對其在密集多載波分複用器中的應用也作（zuò）了（le）深入的研究（jiū）；南開大學光（guāng）學所衍射微光學試驗（yàn）室對微透鏡的（de）製作工藝也進行了深入的研究。

由於微透鏡陣列在微光（guāng）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、光互連、光數（shù）據傳輸、生成二維點光源，也可用於複印機、圖（tú）像掃描儀、傳真機、照相機，以及醫療衛生器械中。此外，微透鏡（jìng）陣（zhèn）列器件也實現了微型化和集成化（huà），使得（dé）其具有很強（qiáng）的適應性，可廣泛用於通信、顯示和成像器件當中。用於半導體（tǐ）激光器的橢圓形折射微透鏡陣列，能夠實現（xiàn）激（jī）光器的聚焦與準直，激光二（èr）極管(LD)的光束整形，它還可用於光纖、光學集成回路之間，實現光器件的有效耦合。在光纖通信中，橢圓形微透（tòu）鏡將來自自由空間的光耦合進光纖，並校準（zhǔn）從光纖（xiān）出來的光。目前（qián）微透鏡陣（zhèn）列己經（jīng）在原子光（guāng）學領域有所（suǒ）應用，利用微透鏡陣列做成原子波導、分束（shù）器、馬赫一曾德爾幹涉儀或利用其捕獲原子或（huò）者對中（zhōng）性原子進行量子信息處理（lǐ）。因此對於微透鏡陣列使用材（cái）料，製作（zuò）工藝和用途方麵的研究十分必要。