基本原理
其工作原理十分簡單：假設一個透鏡的折射能量僅僅發生在光學表面（如：透鏡表面），拿掉儘可能多的光學材料，而保留表面的彎曲度。
另外一種理解就是，透鏡連續表面部分“坍陷”到一個平面上。如下圖：
從剖面看，其表面由一系列鋸齒型凹槽組成，中心部分是橢圓型弧線。每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成中心焦點，也就是透鏡的焦點。每個凹槽都可以看做一個獨立的小透鏡，把光線調整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。
菲涅爾透鏡分類
從光學設計上來劃分1.1 正菲涅爾透鏡：
光線從一側進入，經過菲涅爾透鏡在另一側出來聚焦成一點或以平行光射出。焦點在光線的另一側，並且是有限共軛。
這類透鏡通常設計為準直鏡（如投影用菲涅爾透鏡，放大鏡）以及聚光鏡（如太陽能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡。
2.2 負菲涅爾透鏡 ：
和正焦菲涅爾透鏡剛好相反，焦點和光線在同一側，通常在其表面進行塗層，作為第一反射面使用。
圓形菲涅爾透鏡
菲涅爾透鏡陣列，
柱狀菲涅爾透鏡，
線性菲涅爾透鏡，
衍射菲涅爾透鏡，
菲涅爾反射透鏡，
菲涅爾光束分離器和菲涅爾稜鏡。
菲涅爾透鏡套用領域：
1 採用聚焦功能用於太陽能電池，組成聚光太陽能電池組，提高光電轉換效率，降低使用成本，大量節約能源。
2 採用光學成像功能，用於教育投影儀，多媒體投影機，背投式電視，大螢幕投影儀，家庭影院等。
3 採用普通放大成像功能，適用於超薄型放大鏡，超薄型書籤，高檔名片等。
套用
菲涅爾透鏡套用於多個領域，包括：
l 投影顯示：菲涅爾投影電視，背投菲涅爾螢幕，高射投影儀，準直器；
l 聚光聚能：太陽能用菲涅爾透鏡，攝影用菲涅爾聚光燈，菲涅爾放大鏡；
l 航空航海：燈塔用菲涅爾透鏡，菲涅爾飛行模擬；
l 科技研究：雷射檢測系統等；
l 紅外探測：無源移動探測器；
l 照明光學：汽車頭燈，交通標誌，光學著陸系統。
經典套用
投影顯示菲涅爾透鏡被證明最佳套用就是在投影系統中，其作用就是準直光線和聚焦光線。菲涅爾透鏡將光源發出的束光源調整為平行光，顯著提高顯示面板四周亮度，消除了太陽斑效應，從而提高整體顯示亮度均勻性。通常菲涅爾透鏡與其他顯示元件（如柱面鏡）一起使用。
菲涅爾透鏡套用在投影系統中的優勢就是，通過聚焦或調整光線準直從而增加增體顯示亮度，如果取消準直鏡，光線在穿過面板時會大量損失，顯示中會出現明顯的熱斑效應，降低顯示螢幕四周亮度。同樣，在LCD螢幕的另一面，我們也必須將光線從面板上集中到投影透鏡中。
在光學系統中，套用菲涅爾透鏡的作用就是將光線從相對較大的區域面積轉換成相當小的面積上，這種透鏡也被稱做集光器或聚光器。
在太陽聚光領域，菲涅爾透鏡是聚光太陽能系統（CPV)中重要的光學部件之一。太陽菲涅爾透鏡聚光鏡就是，透鏡的焦點剛好落在太陽能晶片上。當透鏡面垂直接面向太陽時，光線將會被聚焦在電池片上，匯聚了更多的能量，因而需要較小的電池片面積，大大節約了成本。
套用菲涅爾透鏡能夠將太陽光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面（高性能電池片）上，比傳統平板光伏（FPV)發電效率提高30%以上，滿足太陽能聚光發電（CPV)和聚熱系統（TPV)中高能量高溫需求。
典型的太陽能菲涅爾透鏡就是將齒型朝向電池片，這和之前談到的準直套用中齒型朝向長共軛方向剛好相反。齒型朝內的另外潛在好處的減少太陽輻射對干擾角的衝擊，也能夠避免結構面里堆積灰塵和沙礫。
這種類型菲涅爾透鏡通常看作是非成像透鏡，因為穿過透鏡的有效區域焦距是固定的。其主要的作用是最大限度增加太陽輻射到電池片上，用於轉化成電力，因而無須考慮降低圖象球面誤差。
科研系統用菲涅爾透鏡
透鏡與水平面成45±5º夾角；
有兩道不同波長的光線平行穿過透鏡；
聚焦在直徑2mm光斑；
也可以用於視景系統模擬與仿真
菲涅爾透鏡的其他套用
航海照明大型航標燈專用菲涅爾透鏡配合海上燈塔光源而特別設計；
焦距短，透光率高；光線發散角小；
在氣象能見度10海里的條件下，燈光射程可達30海里。
放大鏡是菲涅爾透鏡最簡單的套用案例。通常來說，一個放大鏡是正焦透鏡，形成虛擬正立圖象。
照明光學——菲涅爾透鏡準直器通常，菲涅爾透鏡是球型表面形狀切割而成，為了最大限度降低成像時圖象光學象差。透鏡能夠較好地將理想的點光源校準成平行光源。
在現實生活中，沒有光源是真正的點光源，然而固體態發光器如LED就非常小，因此只要透鏡和LED之間的距離適當，就可以當成點光源。因此菲涅爾透鏡能夠校準LED輸出光線為平行光。
而傳統的白熾光源產生大量輻射熱量，從而限制了塑膠光學材料在非常接近光源處的套用。由於LED產生的大部分熱是可傳導的，就可以比較容易套用塑膠光學透鏡。
當需要將LED發光體的束光源校準為更寬廣的角度範圍時候，最常見的做法就是使用反射鏡與菲涅爾透鏡相結合從而減少光學部件使用量。
總結
菲涅爾透鏡是一種套用十分廣泛的光學元件，其設計和製造設計到多個技術領域，包括光學工程,高分子材料工程，CNC機械加工，金剛石車削工藝，鍍鎳工藝；模壓、注塑、澆鑄等製造工藝。國內擁有設計及製造能力的公司不多，成都菲斯特科技有限公司從1999年開始致力於菲涅爾透鏡的研究，開發和生產，擁有先進的大型單點金剛石超精密模具加工設備和多種生產手段，擅長大型、高精密菲涅爾透鏡的設計、開發和生產，同時是成都光電顯示工程技術中心的依託單位。
