微光学元件具有体积小、质量轻、设计灵活、易于大批量复制形成阵列化等优点,因而广泛用作微光学体系中的微型元件。通过在聚合物基材表面构造球冠型微透镜及其阵列,可以得到聚合物微透镜光学材料,其表面微结构可以赋予聚合物材料许多特殊的功能。聚合物光反射材料的内部组成以及表面添加的球冠型微透镜阵列的微结构对于反射光的利用起着决定性的作用。本文以具有球冠型微透镜阵列微结构的聚合物漫反射复合材料为研究对象,采用理论研究、仿真试验、成型试验和光效对比相结合的方法,对微结构聚合物漫反射复合材料的体系进行了设计,给出了其反射性能表征及测试方法；在仿真试验的基础上,采用挤出辊压技术制备了具有球冠型微透镜阵列微结构的漫反射复合材料,最后注塑成型了漫反射罩,并对其光学性能进行了分析。研究的主要内容如下：(1)对微结构聚合物漫反射材料的体系进行了设计。提出在聚合物基材内部添加具有高折射率的反射粒子的同时在聚合物基材表面添加球冠型微透镜阵列的微结构,得到一种微结构漫反射复合材料；通过理论分析,材料可以具备较好的反射性能和光照均匀度。(2)基于蒙特卡洛光线追迹法,建立了漫反射材料光学性能测试仿真模型。采用光学设计软件(Light Tools)分别建立了漫反射复合材料、微结构漫反射材料以及微结构漫反射复合材料光学性能测试模型,给出了测试方法并对所建模型进行了误差分析。(3)基于光学设计软件对不同漫反射材料分别进行了仿真实验。重点研究了反射粒子的添加浓度、粒径以及折射率对漫反射复合材料光学性能的影响。结果表明,当粒子的添加浓度为90万个/mm3,粒径4μm,粒子折射率为2.4时,漫反射复合材料具有较好的反射性能和光照均匀度。(4)研究了微结构的高度、半径以及排布方式对微结构漫反射材料光学性能的影响。结果表明,当基材表面添加以优化正六边形排布的球冠型微透镜阵列的微结构,且微结构的高度和半径均为0.1mm时,微结构漫反射材料具有较好的光学性能。在此基础上,向基材内部添加反射粒子,当粒子的添加浓度为90万个/mm3,粒径41μm,粒子折射率为2.4时,微结构漫反射复合材料具有较好的光学性能。(5)对微结构漫反射复合材料的成型工艺进行了研究。采用挤出辊压法成型了微结构漫反射复合材料,研究了二氧化钛的添加浓度,微结构的高度、半径以及排布方式对漫反射材料光学性能的影响。结果表明,漫反射复合材料总反射比为91.4%,漫反射比为88.7%,漫反射比占总反射比的97%,光照均匀度为61.3%；微结构漫反射材料总反射比为90.6%,漫反射比为86.2%,漫反射比占总反射比的95.1%,光照均匀度为62.9%；微结构漫反射复合材料总反射比为93%,漫反射比为91%,漫反射比占总反射比的98%,光照均匀度为63%。试验结果和仿真结果具有很好的一致性。(6)采用超细电火花技术在反射罩模具型芯表面制作了球冠型微透镜阵列的微结构。通过挤出成型,注塑成型,得到具有微结构的漫反射罩；和金属反射罩进行光效对比,结果表明所制得的漫反射罩光能利用率高,光照均匀度较好。