针对半导体光源不易均匀散射到一定的角度范围或均匀照射到确定平面上的问题，本文利用非成像光学方法设计了一种基于微透镜阵列的均匀散射透镜。该散射透镜由相同面元的微透镜周期性密排而成，微透镜单元为单曲面，根据不同应用，曲面面形可设计成不同的非球面形式。介绍了凸形、前曲面单片微透镜阵列的设计方法，并结合一些应用举例显示了该设计方法的可行性。最后讨论了凹凸面形、前后曲面微透镜阵列各自的应用场合及优缺点。

功率发光二极管（LED）的发展迫切需要提高取光效率，微透镜阵列的二次光学设计是改善其光强分布的有效途径。建立了一种大功率LED的封装结构，二次光学设计采用了微透镜阵列技术，运用光线追踪法研究了这种封装结构的光学性能。分析结果表明，利用微透镜阵列技术能显著改善LED的光学性能，改变其光束分布，将LED的照度衰减降低12％以上，从而得到更加均匀的照明系统。

通常采用的多次掩模光刻和离子束刻蚀制作微透镜阵列的方法不但制作效率低，而且易产生较大的制作误差。提出了一种在硅基底聚合物薄膜上热压制作微透镜阵列的工艺方法，并利用自制的热压印设备进行了热压制作衍射微透镜阵列的试验，讨论了影响压印精度的温度和压力等工艺参数，对压印的衍射微透镜阵列进行了轮廓测试和部分光学性能测试。测试结果表明，压印制作微透镜阵列的复形误差小于10％，衍射效率高于90％，为高效率低成本制作微透镜阵列提供了一种新的方法。

介绍了集成微透镜阵列光学器件，建立了开孔式离子扩散的数学模型，并对求解结果进行了分析和讨论。设计了离子交换型平面集成微透镜阵列的工艺流程及具体工艺参数，并研制成功该器件且给出其光学特性参数。

液晶微透镜阵列是利用液晶的电控双折射特性和微电子工艺制作的微光学元件，具有焦距可调、工作电压低甚至阵列数目、透镜孔径以及形状可调的优点，应用于哈特曼波前探测技术时可以有效提升哈特曼波前传感的动态探测能力，显示出良好的竞争力。简要概述了哈特曼波前传感技术和液晶微透镜阵列制作技术的发展、现状，对不同类型的液晶微透镜阵列制作技术的优缺点进行了分析，并着重介绍了基于液晶空间光调制器的微透镜阵列在波前探测领域的应用。

基于微透镜阵列多视角成像特点，利用几何光学原理，提出一种对物体进行三维数字成像的重构算法。利用这种算法，对CCD相机捕获到的基元图像阵列进行重构。与传统的利用光学系统对物体进行重构的方法相比，该算法不再受到重构过程中遇到的杂光以及衍射效应等因素的影响，具有实时性好、清晰度高的优点。搭建了基于微透镜阵列的三维数字成像系统实验平台，利用此算法对实验中获得的骰子基元图像阵列进行重构，成功地重构出原始物体的三维立体图像，在理论上和实验上证明了这种重构算法的有效性和可行性，并对实验中影响成像质量的因素进行了分析。

在光刻热熔成型以及电铸复制得到的微透镜阵列镍板基础上，采用静态铸塑技术，得到了高质量的ＰＭＭＡ微透镜阵列．本文介绍了静态铸塑的聚合反应理论基础、模具设计以及工艺过程．最后对微透镜阵列的复制精度进行分析，结果表明复制精度优于０．５μｍ．

在光刻热熔成型以及电铸复制得到的微透镜阵列镍板基础上，采用静态铸塑技术，得到了高质量的ＰＭＭＡ微透镜阵列．本文介绍了静态铸塑的聚合反应理论基础、模具设计以及工艺过程．最后对微透镜阵列的复制精度进行分析，结果表明复制精度优于０．５μｍ．

在光刻热熔成型以及电铸制得到的微透镜阵列镍板基础上，采用静态铸塑技术，得到了高质量的ＰＭＭＡ微透镜阵列，本文介绍了静态铸塑的聚合反应理论基础，模具设计以及工艺过程，最后对微透镜阵列的复制精度进行分析，结果表明复制精度优于０．５ｍ。

采用MMA单体与其聚合物PMMA及掺杂剂的混合溶液，以按需滴定法制备了掺杂若丹明6G的微透镜阵列。并对其焦距一致性、成像效果、表面粗糙度、透射光谱和荧光光谱等光学性能进行了测试。焦距不均匀度不超过1．8％，测定数值和理论值相差不到1．7％。表面热处理后表面粗糙度肋小于0．9nm，光学透过率从近紫外到近红外都在90％以上，可以用于光纤放大器和生物化学传感器。