菲涅尔透镜是一种由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。

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一般的透镜的折射率为1.5，其焦距与半径的关系为 f = 2 R，而菲涅尔透镜原理则是透镜在成像时对光线的偏折起决定作用的是其表面曲率，而透镜本身的厚度对成像贡献较少。
一般的透镜厚度大主要是为了满足表面曲率或大孔径的要求，为此可以减少轴向厚度，同时保持表面曲率的不变。
菲涅尔透镜的作用主要有两个：
聚焦作用：菲涅尔透镜可以把入射的光聚焦在一点上，在某些应用中，如人体红外检测相关和光伏电池中的太阳光聚焦等，这种聚焦作用可以提高探测距离或提高红外线探测的灵敏度。
准直作用：将点光源放置在菲涅尔透镜的焦点处，可以得到平行光束。这种准直作用在某些应用中，如光束的传输等，可以保证光束的传输方向和稳定性。
此外，菲涅尔透镜在热释电传感器中也是不可缺少的组成部分，其主要作用是将人体辐射的红外线聚集在热释电探测元件上，以提高红外线探测的灵敏度。