为了适应科技的发展，光学元件的微型化势必使分立元件向阵列元件发展。为发挥光子作为信息载体所具有的高速度、并行性、大容量和巨大的互连能力，就要发展密集、规则排列、光性均匀的微透镜阵列。目前所使用阵列的透镜元多是圆柱形或半球形的，尽管采用六角形排列其填充系数(受光面积与总面积的比率)最高能达到90.7％左右，但仍不能很好消除透镜元间的空隙对光信息的漏泄，所以不可能从根本上解决提高受光面积、减少光信息损失的问题。 本文针对提高填充系数这一问题，采用光刻离子交换的方法制作出六角形孔径平面微透镜阵列。平面微透镜阵列是80年代发展起来的新型微小光学阵列器件。近年来，制作平面微透镜阵列的技术日益成熟，特别是光刻离子交换工艺，这种方法制作的微透镜阵列排列整齐，透镜掩埋在基片表面之下，表面为平面，光学性能均匀性好，具有较好的聚光、成像、准直、分路、变折等功能；同时单元透镜直径小，密度高，可实现信息的大容量、多通道并行处理。本文对其制作，光学特性的理论探讨，实验检测等都进行了较深入的研究，取得了一些有创新意义的结果。 在理论上，以点源模型分析了离子热扩散的规律，得出以点源为模型的掩埋式平面微透镜的折射率是关于离子交换窗口为中心的中心对称分布的。并以此模型，探讨了六角形孔径的平面微透镜的光学特性和成像特性。在得到其光线轨迹的基础上得到了像距、焦距等成像特性。 在实验上，多次实验确定了合适的离子交换温度、熔盐比例等，并制得了窗口宽为0.3mm，中心距为0.5mm的样品，在现有的条件下，对样品的光学性能(折射率分布、截距、数值孔径等)进行了较准确的测量，得到了较满意的效果。所制作的六角形孔径平面微透镜阵列，通过切片观察其截面发现交换区域发生微小重叠，填充系数可达95％以上，达到制作高填充系数透镜阵列的目的。且经测量发现其像差小，成像质量好。