1950년경부터 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)라는 새로운 소재가 유리와 매우 유사한 광학적 특성과 가벼운 무게라는 장점 때문에 렌즈 생산에 널리 사용되기 시작했습니다. 1951년 밀러(Miller)를 비롯한 연구진은 PMMA를 사용하여 프레넬 렌즈를 성공적으로 제작했습니다. PMMA는 가격이 저렴하고 안정성이 뛰어나기 때문에 이후 유리를 대체하여 프레넬 렌즈를 만드는 데 사용되기 시작했습니다.
과학 기술의 발전과 함께 렌즈 가공 기술이 지속적으로 향상되면서 프레넬 렌즈의 광학적 성능도 점점 더 좋아지고 있으며, 여러 분야에서 그 가치를 인정받고 있습니다. 프레넬 렌즈는 얇은 두께, 저렴한 가격, 우수한 집광 효과 등의 장점을 가지고 있어 많은 분야에서 프레넬 렌즈의 응용에 주목하고 있습니다. 그중에서도 태양열 집광형 태양광 발전 산업은 프레넬 렌즈를 적극적으로 활용하고 있습니다. 과학 기술의 발전과 함께 연구진들은 지속적인 연구와 실험을 통해 많은 만족스러운 성과를 거두고 있습니다.

1970년부터 미국 항공우주국(NASA)은 프레넬 렌즈에 대한 심층적인 연구를 시작했으며, 여기서 얻은 수많은 연구 결과는 후대 과학자들이 프레넬 렌즈 연구를 진행하는 데 중요한 이정표가 되었습니다. 1979년 크리치만은 고출력 집광 곡면 프레넬 렌즈를 개발했는데, 이 렌즈의 가장 큰 장점은 집광 성능의 질적 향상입니다. 2006년에는 한국의 류광선 교수가 프레넬 렌즈 표면을 작은 모듈로 나누는 설계 방식을 제안했습니다. 이 방식은 소프트웨어를 이용하여 프레넬 렌즈의 작은 모듈들을 처리함으로써 입사되는 햇빛이 실리콘 광전지를 고르게 비추도록 합니다. 이는 과거 태양광이 특정 영역에 집중되어 배터리를 과열시키는 문제를 해결한 것입니다.

이후 미국인 다니엘은 류광선의 프레넬 렌즈를 심층 분석하여 기존보다 훨씬 더 밝은 다중 초점 프레넬 렌즈를 설계했습니다. 이 렌즈는 기존 프레넬 렌즈의 나사산을 최적화하고 단일 초점 방식을 다중 초점 방식으로 변경하여 프레넬 렌즈의 초점 위치가 특정 위치에 국한되지 않도록 함으로써 조명 균일성을 향상시켰습니다.

2002년 원통형 선형 집속 프레넬 렌즈 연구에서 F 넘버가 약 1.3이고 집광비가 5 또는 6일 때 광학 효율이 85% 이상에 도달할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다.

2007년에는 기존의 동심원 구조를 버리고 아르키메데스 나선 홈을 채택한 프레넬 렌즈가 설계되었습니다. 이 렌즈는 용도 면에서는 동심원 프레넬 렌즈와 본질적으로 차이가 없지만, 새로운 구조 형태를 가진 프레넬 렌즈라는 점에서 의미가 있습니다.

2009년 연구를 통해 프레넬 렌즈의 집광 효율이 입사광의 강도에 정비례한다는 사실이 밝혀졌습니다. 동시에 프레넬 렌즈 표면에서의 빛 반사로 인해 빛 투과율은 입사각에 반비례합니다.

2011년에 프레넬 렌즈의 실내외 성능을 연구한 결과, 광투과율 오차는 실내외 시험에서 동일했지만, 집광 효율 오차는 실내 시험에서 실외 시험보다 낮게 나타났다. 이러한 차이의 원인을 분석한 본 연구는   향후 프레넬 렌즈 의 시험 및 가공에 참고자료를 제공할 것이다.