连续面型微光学元件具有光学性能优异、体积小、重量轻、平面化、列阵化易集成等特点,在轻量化、紧凑型、集成度要求越来越高的现代光电系统中,是核心光学元件的未来发展趋势,在5G、物联网、人工智能、大数据等为代表的新一代信息技术产业中,规模化应用的需求越来越迫切。由于连续面型微光学元件制备精度及效率较低、成本较高,严重影响了元件的规模化应用进程。本文围绕如何提高连续面型微光学规模化制备精度的目标,系统研究了理论设计、制备技术及精确检测等各个环节所存在的问题,通过分析产生以上问题的物理化学机理,提出了相应的解决思路,并通过开展制备实验,验证了提高加工精度减小缺陷误差的可行性,取得的主要结论如下:（1）研究了原始模具制备过程中所产生的误差来源,提出了阵列加工路径优化设计、阵列动态频率采样方法、子单元优化加工算法及误差预补偿技术,提高了模具的整体均匀性和子单元微结构的加工精度,单次加工面型精度PV值比现有方法提高了近10倍,大幅提高了加工精度和制作效率。通过研究原始加工材料优化选择和大面积接力加工技术,实现大面积高均匀性连续面型微光学元件原始模具的缺陷抑制,制备了表面粗糙度可达1nm无缺陷微光学元件无电解镍模具,及曲率半径均匀性误差达±0.2%的170mm*170mm大面积无缺陷连续面型模具。该工作使得大面阵、成像级微光学元件研制成为可能。（2）针对微光学元件原始模具制备效率低、成本高,难以直接应用于模压的问题,开发了低应力、高厚度镍工作模具转移方法,使得金属、晶体等多种材质原始模具均可有效制作成为一体化的镍材质工作模具,并研制了可提高模具耐用性的保护层结构,有效减小玻璃微光学元件的模压缺陷,通过实验,制作出了精度误差优于±1%的连续面型模压玻璃微光学元件,此指标基本可达微光学元件高精度规模化制备的实用化水平。（3）针对连续面型高精度设计和检测问题,开发了子单透镜公差制定和列阵分布折衍复合设计方法,为制定元件加工指标提供理论指导。并研究了数据提取、数据处理、面型拟合和误差统计分析方法,研制了同标数据转化处理分析软件,使得不同检测设备测量的不同格式数据均可无误差无失真提取,然后转化为相同格式数据文件进行处理和分析。与传统检测方法相比,提升了面型数据的完整性和准确性,近而提高了检测精度,为元件规模化制备技术的优化提升形成闭环反馈。在以上设计、加工、检测技术研究的基础上,以列阵耦合微透镜和随机微柱透镜列阵两种典型微光学元件为例,开展应用示范研究,获得了面型精度RMS13nm的4通道微透镜列阵,以及光斑质量与理想值相符的线光斑随机微柱透镜列阵,验证了高精度连续面型微光学元件规模化制备技术的可行性。以上工作有望在5G光通信并联传输和人工智能3D计算机视觉领域实现规模化推广应用。