透鏡是（shì）一種人們（men）非常熟悉的光學元件，它屬於被動光學元件，在光學係（xì）統中用來（lái）會聚、發散光輻（fú）射。通常的透鏡體積比較大，人眼能看得到（dào），屬於折射型光（guāng）學元（yuán）件，遵循折射定律，用幾何光學的知識就能很好地研究它們的光學性質。相同的透鏡按一定的周期排列在一個平麵上便構成了透鏡陣列，由普通的透鏡（jìng）組成的透鏡陣列的光學性（xìng）質（zhì）就（jiù）是（shì）單個透鏡功能的合成。

然而（ér），隨著科學技術的進步，當前的儀器設備已（yǐ）朝著光、機、電集成的趨勢發展趨勢。利用傳統方法製造出（chū）來的（de）光學（xué）元件不僅製造工藝複雜，而且製造出來的光學（xué）元（yuán）件尺寸大、重量大，已不能滿足當今科技（jì）發（fā）展的需要。目前，人們已經（jīng）能夠製作出直徑非常小的透鏡（jìng）與透鏡陣列，這（zhè）種透（tòu）鏡與透鏡陣列通常（cháng）是不能被（bèi）人（rén）眼識別（bié）的，隻有用顯微鏡、掃描電鏡、原（yuán）子力顯微鏡等設備（bèi）才能觀（guān）察到，這就是微透鏡和微透鏡陣列。

微光（guāng）學技術所（suǒ）製造出（chū）的微透鏡與微透鏡陣列以（yǐ）其體積小、重量輕、便於集成化、陣列化等優點，已成為新的科研發展方向。隨著光學元件（jiàn）小型化的發展趨勢，為減小透鏡與透（tòu）鏡陣列的尺寸而開發了許多新（xīn）技術，現在已（yǐ）經能夠製作出直徑為毫米、微米甚至納米量級的微透鏡與（yǔ）微透鏡陣。

在上個世紀（jì）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，製作出排列整齊，結構均勻的（de）微透鏡陣列，而且微透鏡陣列的表麵為平（píng）麵，易於與其（qí）它平麵元件耦合連接，並且具有較好的聚光、準直、分路、成像、波分（fèn）複用、開關、隔離等三（sān）維功能。另外，由於單個透（tòu）鏡（jìng）的直徑小，透鏡密度（dù）高，可實現信息的大容量，多通道並行處理。因此，在光傳（chuán）感、光計算、光（guāng）纖通信及其（qí）它光電子器件中獲（huò）得了重要的應（yīng）用。

1992年，日本（běn）Sony公司報道了將微（wēi）透鏡陣列與CCD單片（piàn）集成製作出高靈敏度的CCD器件。微透鏡陣列與CCD集成能夠（gòu）提高CCD的填充係數進而改善CCD的靈敏度和信噪比。CCD由許多光敏（mǐn）元組成，光敏元將（jiāng）獲得的光信號轉變成電信號，然後轉移出去（qù）。由於移位寄存器和轉移（yí）門（mén）的存在，光敏元之間存在明顯（xiǎn）的空隙，落在CCD上的信號光約有2/3並（bìng）不能被光敏元拾取。CCD的填充係數隻有20．30%，導致了CCD較低的光敏性。這樣入射到CCD其它區域的（de）信號光（guāng）就會被浪費，信號光的利用率很低（dī）。因此微透鏡陣列的主要作用（yòng）是使原本落入介電層上的光子由於（yú）微透（tòu）鏡的作用使之偏折落（luò）入（rù）光敏區，提高CCD的填充係數。通過在CCD上使用微透（tòu）鏡陣列，使（shǐ）光聚焦在CCD光敏元（yuán）上，能夠使CCD得靈（líng）敏度得到大幅度提高，而CCD的量子效率（lǜ）在（zài）可見光譜範圍內平（píng）均提高兩倍。

1994年菲利普研發中心成功製作出二維大麵積圖像傳感微透鏡陣（zhèn）列。微透（tòu）鏡的直徑為190um，間隔200um，微透鏡的焦距從200—450um。微透鏡陣列提高了傳（chuán）感器件的響應（yīng）速度，而對圖像（xiàng）分辨率沒有（yǒu）影響。

1997年，美國（guó）麻（má）省理工學院(MIT)林肯實驗室研究人員采用（yòng）質量轉移法，成功製作出折射非球形（xíng）微透鏡陣列，用於錐形諧振（zhèn）腔激光器的（de）光束準直，使衍射受限光（guāng）束發散角僅為0.43。，並實現了與（yǔ）單模光纖的耦合。

2002年，Osaka大學研究人員利用微透鏡陣列與二次（cì）諧波顯微鏡(second harmonic generation microscopy)集成，提出了多焦點掃描技術，與傳統的單焦（jiāo）點掃（sǎo）描方法相比（bǐ），此技（jì）術使二次諧波生成的探測效（xiào）率（lǜ）和圖像采集率獲得了數十倍的提高（gāo）。

2005年，韓國（guó）研究人員（yuán）報道稱將微透鏡陣列（liè）用於超大尺寸的三維（wéi）成像顯示，微透鏡陣列能夠（gòu）加大顯示器的（de）視場角，同時顯示的圖（tú）像顯非常清晰（xī）而且沒有畸變。

2006年，美國加利福（fú）尼亞州的斯坦福大學（xué）的研究人員成功地利用微透鏡（jìng）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（shēn）度和（hé）視（shì）場角。裝有微透鏡陣（zhèn）列的相機不但能夠使遠處和近處的像清晰，連背景也十分清楚（chǔ），而一般的相機隻能（néng）獲得近（jìn）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子微透鏡陣列增強OLED的光（guāng）輸出效率。他們利用溝道成（chéng）型和高分子敷形圖層（céng）氣相沉積的微（wēi）機械製作工藝在OLED器件表麵製作出來高填充（chōng）因子的微（wēi）透鏡陣（zhèn）列，將OLED的輸出效率提高了48%。

在國內，研究人員對微透鏡（jìng）陣列（liè）理論及製作工藝也（yě）進行了深入的研究，使得（dé）其得（dé）到（dào）了（le）廣泛的應用。如成都光電所將其成功地用於波前測量、激光光束診斷、激光（guāng）光束整（zhěng）形和光學元件質量評價等實際係統中；浙江大學對其在（zài）密集多載（zǎi）波分複（fù）用器中的應用也（yě）作了深入（rù）的研究；南開大學光學所衍（yǎn）射微光學（xué）試驗室對微透鏡的製作（zuò）工藝也進行了深入（rù）的研究。

由於微透鏡陣列在微光學係統中有著重（chóng）要而廣泛的應用，如可用於光（guāng）信息處（chù）理、光計算、光互連、光數據傳輸、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（zhōng）。此外，微透鏡陣列器（qì）件也實現了（le）微（wēi）型化和集成化，使得其具有很強的適應性，可廣（guǎng）泛用於通信、顯示和成像（xiàng）器件當中。用於半（bàn）導體激光（guāng）器的橢圓（yuán）形折射微透鏡陣列，能夠實現激（jī）光（guāng）器的聚焦與準（zhǔn）直，激光二極管(LD)的光（guāng）束整形，它還（hái）可用於光纖、光學集成回路之間，實（shí）現光器（qì）件的有效耦合。在光纖通信中，橢圓形微透鏡（jìng）將來自自由空間的光耦合（hé）進光纖，並校準從光纖出來的光。目前微透鏡（jìng）陣列己經在原子光學領域有所應用，利用微透鏡陣列做成原子（zǐ）波導、分束器、馬赫一曾德爾幹涉儀或利用其捕獲原子或者對中性原子進行量子信息處理。因此對於微透鏡陣列使用材料，製作工藝和用途方麵的研究十分必要。