灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版（掩膜接觸式光刻）或者計算機控制激光束或者電子束劑量從而達到在某些區域完全曝透，而某些區域光刻膠部分曝光，從而在襯底上留下3D輪廓形態的光刻膠結構。微透鏡陣列也是類似，可以通過劑量分布的控制來控制其輪廓形態。需要注意，灰度光刻方法獲得的微透鏡陣列的表面粗糙度相比于熱回流和噴墨法獲得的透鏡要大的多，約為Ra=100nm，前兩者可以會的Ra=50nm的球面。微納3D打印與灰度光刻有點類似，但是原理不同，我們常見的微納3D打印技術是雙光子聚合和微納金屬3D打印技術，利用該技術我們理論上可以獲得任意想要的結構，不光是微透鏡陣列結構（如下圖5所示），該方法的優勢是可以完全按照設計獲得想要的結構，對于雙光子聚合的微結構，我們需要通過LIGA工藝獲得金屬模具，但是對于微納金屬3D打印獲得的微納米結構可以直接進行后續的復制工作，并通過納米壓印技術進行復制。

微透鏡陣列對表面質量和形貌要求比較高，因此對制備工藝提出了很嚴格的要求。科研人員提出了許多方法來實現具有高表面質量的微透鏡陣列的高效制備，比如針對柔性材料的熱壓印成型方法實現了大面積微透鏡陣列；利用灰度光刻工藝和轉印方法在柔性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底上實現了微透鏡陣列；利用光刻和熱回流方式實現了基于聚二甲基硅氧烷材料的微透鏡陣列等。上述方法可以實現具有較高表面質量的微透鏡陣列，但通常需要使用復雜的工藝和步驟。此外，這些微透鏡基質通常為軟質材料，材料本身的機械抗性和耐酸堿的能力比較差。相對而言，透明硬脆材料例如石英、藍寶石等由于其極高的硬度和極強的化學穩定性，在光學窗口、光學元件等方面的應用更加廣。因此，如何制備具有高表面質量的透明硬脆材料微透鏡陣列等微光學元件成為研究人員研究的焦點。