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鉴于微光学元件应用的环境，观察平面离衍射孔径的距离较近，故采用菲涅尔近似。
在满足
(2-2)
或
(2-3)
的条件下，观察到的衍射为菲涅尔衍射。
由菲涅尔衍射公式得，输出平面 的光场分布为
(2-4)
由于相当一部分衍射微光学元件（包括衍射微透镜）是圆对称形式，在直角坐标系下所表示的衍射积分计算较为复杂，因此极坐标形式的衍射积分模型更为适用。
由直角坐标和极坐标之间的关系，可知 (2-5）
又可知零阶贝塞尔函数 （2-6）
将式（2-5）与（2-6）带入（2-7）中，可得圆对称形式菲涅尔衍射积分形式为[4]
（2-7）
也可以写为 （2-8）
其中， 为常数， 为入射光波， 为衍射光学元件投射函数， 为输出平面的极坐标， 为零阶贝塞尔函数， 为波数， 为输入平面到输出平面的距离。应用该模型，对接下来微透镜的光场分布进行计算。
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