我们小组先前提出的空气孔金属结构透镜模型,由于波前不够连续,导致能量利用率不高。在此基础上,根据金属波导理论和介质波导理论,本文提出了两种既能实现大数值孔径又能实现高能量利用率的透镜。　　 文中,在原有空气孔金属结构透镜的基础上,创新性的将空气孔替换成高折射率介质孔,即把金属膜上不同大小的空气孔填充入高折射率介质,填充后的高折射率介质孔被看成是一个个大小不同的金属波导,通过调制孔的大小,可以得到小孔需要的出射位相。在得到相同位相延迟时,高折射率介质孔相比于空气孔尺寸变小,得到的波前更连续,从而提高了透镜的能量利用率。文中,针对10.6μm波长设计了一个口径为100μm,焦距为50μm的高折射率介质孔金属结构透镜,并且用CST软件对其电磁场的分布进行了模拟仿真,得到了一个近似衍射极限的焦斑。为了提高其能量利用率,对模型进行了优化,给金属结构透镜镀膜和缩小结构透镜中的孔间距能提高能量利用率。最终衍射效率达到了47.2％,能量利用率达到了27.6％。考虑到高折射率介质孔金属透镜的制作复杂,我们提出了另一种高折射率介质柱结构透镜。　　 在高折射率介质基底上刻蚀出不同大小的高折射率介质柱,把每一个高折射率介质柱看成是一个个的介质波导。同样我们能得到想要的出射波前。运用等效介质理论进行理论设计,针对10.6μm的波长,设计了一个口径为100μm,焦距为50μm的高折射率介质柱介质结构透镜,在理论仿真的基础上对模型进行了优化,与高折射率孔金属结构透镜相比,该透镜制作工艺简单,具有很好的实用性,与传统菲涅耳透镜相比,能实现大的数值孔径,并且最终该透镜的能量利用率在占空比为44.7％时达到了48.5％。