ตั้งแต่ประมาณปี 1950 วัสดุใหม่ชนิดหนึ่งคือ โพลีเมทิลเมทาคริเลต (PMMA) ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเลนส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางแสงคล้ายกับแก้วมาก และมีข้อดีคือน้ำหนักเบา ในปี 1951 มิลเลอร์และคณะได้ใช้ PMMA ในการผลิตเลนส์เฟรสเนลได้สำเร็จ เนื่องจาก PMMA มีราคาถูกและมีความเสถียร จึงเริ่มมีการนำมาใช้แทนแก้วในการผลิตเลนส์เฟรสเนลตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยีการผลิตเลนส์จึงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และประสิทธิภาพทางแสงของเลนส์เฟรสเนลก็ดีขึ้นเรื่อยๆ และค่อยๆ ได้รับการยอมรับจากหลายๆ สาขา เนื่องจากเลนส์เฟรสเนลมีความบาง คุณภาพต่ำ ต้นทุนต่ำ และมีผลการรวมแสงที่ดี และข้อดีอื่นๆ อีกมากมาย ทำให้หลายๆ สาขาเริ่มให้ความสนใจกับการประยุกต์ใช้เลนส์เฟรสเนล หนึ่งในนั้นคืออุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์แบบรวมแสง ด้วยการพัฒนาของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี บุคลากรทางวิทยาศาสตร์และเทคนิคยังคงทำการวิจัยและทดลองเพิ่มเติมอย่างต่อเนื่อง และได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจมากมาย

นับตั้งแต่ปี 1970 องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) ได้เริ่มทำการวิจัยเลนส์เฟรสเนลอย่างละเอียด และผลการวิจัยมากมายที่ได้รับนั้นได้ทำหน้าที่เป็นแนวทางสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตในเส้นทางการวิจัยเลนส์เฟรสเนล ในปี 1979 Kritchman ได้พัฒนาเลนส์เฟรสเนลแบบเส้นโค้งที่มีกำลังการรวมแสงสูง ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเลนส์นี้คือประสิทธิภาพการรวมแสงที่ก้าวกระโดด ในปี 2006 Kwang sun Ryu ชาวเกาหลีได้เสนอวิธีการออกแบบโดยการแบ่งพื้นผิวของเลนส์เฟรสเนลออกเป็นโมดูลขนาดเล็ก วิธีนี้ใช้ซอฟต์แวร์ในการประมวลผลโมดูลขนาดเล็กของเลนส์เฟรสเนล เพื่อให้แสงแดดที่ตกกระทบสามารถส่องสว่างเซลล์แสงซิลิคอนได้อย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาที่แสงอาทิตย์มักจะรวมตัวกันในพื้นที่เล็กๆ และทำให้แบตเตอรี่หมดเร็วในอดีต

ต่อมา แดเนียล ชาวอเมริกัน ได้ทำการวิเคราะห์เลนส์เฟรสเนลของควางซุนริวอย่างละเอียด และออกแบบเลนส์เฟรสเนลแบบโฟกัสหลายจุดที่มีความสว่างสูงกว่าเดิม เลนส์นี้ปรับปรุงเกลียวของเลนส์เฟรสเนลแบบดั้งเดิม และเปลี่ยนโหมดโฟกัสแบบจุดเดียวเดิมเป็นแบบโฟกัสหลายจุด ทำให้จุดโฟกัสของเลนส์เฟรสเนลไม่จำกัดอยู่แค่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งอีกต่อไป และทำให้ความสม่ำเสมอของแสงสว่างดีขึ้น

ในปี 2002 ในการศึกษาเลนส์เฟรสเนลแบบโฟกัสเส้นทรงกระบอก พบว่าเมื่อค่า F อยู่ที่ประมาณ 1.3 และอัตราส่วนความเข้มข้นอยู่ที่ 5 หรือ 6 ประสิทธิภาพทางแสงสามารถสูงกว่า 85% ได้

ในปี 2007 ได้มีการออกแบบเลนส์เฟรสเนลที่ละทิ้งโครงสร้างวงแหวนศูนย์กลางแบบดั้งเดิมและนำโครงสร้างร่องเกลียวแบบอาร์คิมิดีสมาใช้ แม้ว่าเลนส์นี้จะไม่มีความแตกต่างที่สำคัญในด้านการใช้งานจากเลนส์เฟรสเนลแบบวงแหวนศูนย์กลาง แต่ก็เป็นเลนส์เฟรสเนลที่สร้างรูปแบบโครงสร้างใหม่ขึ้นมา

ในปี 2009 มีการค้นพบจากการวิจัยว่า ประสิทธิภาพการโฟกัสของเลนส์เฟรสเนลแปรผันตรงกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบ ในขณะเดียวกัน เนื่องจากการสะท้อนแสงบางส่วนบนพื้นผิวของเลนส์เฟรสเนล การส่งผ่านแสงจึงแปรผกผันกับมุมของแสงที่ตกกระทบ

ในปี 2011 ได้มีการศึกษาประสิทธิภาพของเลนส์เฟรสเนลทั้งในร่มและกลางแจ้ง ผลการศึกษาพบว่า ค่าความคลาดเคลื่อนของการส่งผ่านแสงไม่เปลี่ยนแปลงทั้งในการทดสอบในร่มและกลางแจ้ง แต่ค่าความคลาดเคลื่อนของประสิทธิภาพการรวมแสงนั้นต่ำกว่าการทดสอบกลางแจ้งในการทดสอบในร่ม และการวิเคราะห์สาเหตุของความแตกต่างนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการทดสอบและการผลิต  เลนส์เฟรสเนล  ในอนาคต