ประมาณปี พ.ศ. 2493 วัสดุใหม่ที่เรียกว่า โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตเลนส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแสงใกล้เคียงกับกระจกมากและมีน้ำหนักเบา ในปี พ.ศ. 2494 มิลเลอร์และคนอื่นๆ ได้ใช้ PMMA ในการผลิตเลนส์เฟรสเนลอย่างประสบความสำเร็จ เนื่องจาก PMMA มีต้นทุนต่ำและมีเสถียรภาพในธรรมชาติ ผู้คนจึงเริ่มใช้แทนกระจกในการผลิตเลนส์เฟรสเนลนับแต่นั้นเป็นต้นมา ด้วย
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีการประมวลผลเลนส์จึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพทางแสงของเลนส์เฟรสเนลก็ดีขึ้นเรื่อยๆ และได้รับการยอมรับจากหลายสาขา เนื่องจากเลนส์เฟรสเนลมีความหนาบาง คุณภาพต่ำ ต้นทุนต่ำ และประสิทธิภาพการควบแน่นที่ดี นอกจากนี้ยังมีข้อดีอื่นๆ อีกมากมาย หลายสาขาจึงเริ่มให้ความสนใจกับการประยุกต์ใช้เลนส์เฟรสเนล หนึ่งในนั้นคือ อุตสาหกรรมโฟโตโวลตาอิกแบบรวมแสง (PVF) ได้นำเลนส์เฟรสเนลมาใช้ ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี บุคลากรทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคยังคงทำการวิจัยและทดลองอย่างต่อเนื่อง ซึ่งได้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจมากมาย

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (National Aeronautics and Space Administration) ได้เริ่มดำเนินการวิจัยอย่างละเอียดเกี่ยวกับเลนส์เฟรสเนล และผลการวิจัยจำนวนมากที่ได้เป็นเสมือนแนวทางสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตบนเส้นทางการวิจัยเลนส์เฟรสเนล ในปี พ.ศ. 2522 คริตช์แมนได้พัฒนาเลนส์เฟรสเนลแบบเส้นโค้งควบแน่นกำลังสูงที่มีกำลังขยายสูง ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเลนส์นี้คือการพัฒนาประสิทธิภาพการโฟกัสแบบก้าวกระโดดเชิงคุณภาพ ในปี พ.ศ. 2549 ควัง ซุน ริว ชาวเกาหลี ได้เสนอวิธีการออกแบบโดยแบ่งพื้นผิวของเลนส์เฟรสเนลออกเป็นโมดูลขนาดเล็ก วิธีนี้ใช้ซอฟต์แวร์ในการประมวลผลโมดูลขนาดเล็กของเลนส์เฟรสเนล เพื่อให้แสงอาทิตย์ที่ตกกระทบสามารถส่องสว่างไปยังเซลล์รับแสงซิลิคอนได้อย่างสม่ำเสมอ วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาที่แสงอาทิตย์สามารถรวมตัวในพื้นที่ขนาดเล็กได้ง่ายและสิ้นเปลืองแบตเตอรี่ในอดีต

ต่อมา แดเนียล ชาวอเมริกันได้ทำการวิเคราะห์เลนส์เฟรสเนลของกวางซุนริวอย่างละเอียด และออกแบบเลนส์เฟรสเนลแบบโฟกัสหลายจุดที่มีความสว่างสูงยิ่งกว่าเดิม เลนส์นี้ปรับเกลียวของเลนส์เฟรสเนลแบบดั้งเดิมให้เหมาะสมที่สุด และเปลี่ยนโหมดโฟกัสจุดเดียวแบบเดิมเป็นแบบโฟกัสหลายจุด ทำให้จุดโฟกัสของเลนส์เฟรสเนลไม่ถูกจำกัดอยู่ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งอีกต่อไป และส่งผลให้ความสม่ำเสมอของแสงดีขึ้น

ในปี พ.ศ. 2545 จากการศึกษาเลนส์เฟรสเนลโฟกัสเส้นทรงกระบอก พบว่าเมื่อค่า F อยู่ที่ประมาณ 1.3 และอัตราส่วนความเข้มข้นอยู่ที่ 5 หรือ 6 ประสิทธิภาพทางแสงจะสูงถึง 85%

ในปี พ.ศ. 2550 เลนส์เฟรสเนลได้ออกแบบขึ้นโดยละทิ้งโครงสร้างวงแหวนแบบเดิมและหันมาใช้ร่องเกลียวแบบอาร์คิมิดีส แม้ว่าเลนส์นี้จะไม่มีความแตกต่างที่สำคัญในการใช้งานจากเลนส์เฟรสเนลแบบวงแหวน แต่เลนส์เฟรสเนลก็ได้สร้างโครงสร้างแบบใหม่ขึ้นมา

ในปี พ.ศ. 2552 มีการค้นพบจากการวิจัยว่าประสิทธิภาพการโฟกัสของเลนส์เฟรสเนลแปรผันตรงกับความเข้มของแสงตกกระทบ ขณะเดียวกัน เนื่องจากแสงสะท้อนบนพื้นผิวของเลนส์เฟรสเนล ค่าการส่งผ่านแสงจึงแปรผกผันกับมุมของแสงตกกระทบ

ในปี พ.ศ. 2554 ได้มีการศึกษาประสิทธิภาพของเลนส์เฟรสเนลทั้งภายในและภายนอกอาคาร ผลการทดสอบพบว่าค่าความคลาดเคลื่อนของการส่งผ่านแสงไม่เปลี่ยนแปลงในการทดสอบทั้งภายในและภายนอกอาคาร แต่ค่าความคลาดเคลื่อนของประสิทธิภาพความเข้มข้นของแสงในการทดสอบภายในอาคารต่ำกว่าค่าความคลาดเคลื่อนของประสิทธิภาพความเข้มข้นของแสงในการทดสอบภายนอกอาคาร ซึ่งการวิเคราะห์หาสาเหตุของความแตกต่างนี้จะเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับบุคลากรในการทดสอบและการประมวลผล  เลนส์เฟรสเนล  ในอนาคต