菲涅爾透鏡是一種由聚烯烴材料注壓而成的薄片，也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是根據光的干涉及擾射以及相對靈敏度和接收角度要求來設計的。

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一般的透鏡的折射率為1.5，其焦距與半徑的關系為 f = 2 R，而菲涅爾透鏡原理則是透鏡在成像時對光線的偏折起決定作用的是其表面曲率，而透鏡本身的厚度對成像貢獻較少。
一般的透鏡厚度大主要是為了滿足表面曲率或大孔徑的要求，為此可以減少軸向厚度，同時保持表面曲率的不變。
菲涅爾透鏡的作用主要有兩個：
聚焦作用：菲涅爾透鏡可以把入射的光聚焦在一點上，在某些應用中，如人體紅外檢測相關和光伏電池中的太陽光聚焦等，這種聚焦作用可以提高探測距離或提高紅外線探測的靈敏度。
準直作用：將點光源放置在菲涅爾透鏡的焦點處，可以得到平行光束。這種準直作用在某些應用中，如光束的傳輸等，可以保證光束的傳輸方向和穩定性。
此外，菲涅爾透鏡在熱釋電傳感器中也是不可缺少的組成部分，其主要作用是將人體輻射的紅外線聚集在熱釋電探測元件上，以提高紅外線探測的靈敏度。