본 연구에는 양면 연마된 저 저항 실리콘 웨이퍼 기판위에 8층의 그래핀으로 형성된 프레넬 존 플레이트 렌즈 구조를 제안한다. 양면이 연마된 실리콘 웨이퍼는 내부 다중반사를 유도하여 특정 파장들에 대해 주기적으로 투과도를 극대화(~100%)하는 역할을 하며, 고농도로 도핑 된 저저항 기판은 외부 전극 없이도 직접 그래핀 프레넬 존 플레이트에 전압을 인가하여 그래핀의 페르미 준위(Ef)를 조절하는 역할을 수행한다. 따라서 실리콘을 통과한 투과율이 높은 적외선 파장들 중에서 그래핀 대역내 전이로 인해 프레넬 존의 반사도 대비비가 높은 8 ㎛ 파장을 선택하고, 해당 파장에서 그래핀의 페르미 준위 Ef에 따른 초점성능 가변 및 모드 전환 여부를 FDTD 방법을 (Finite Difference Time Domain method) 통해 분석하였다. 프레넬 존 플레이트의 환의 개수(n)을 200개, 초점거리 f를 1 mm로 설정하고, 8 ㎛ 파장에 대해서 eV에 따른 렌즈 초점세기 변화와 빛의 입사방향에 따른 렌즈 초점세기 변화를 조사하였다. 그 결과 그래핀에 0.4 eV 보다 낮은 Ef를 인가 시에는 렌즈 효과는 관찰이 되지 않고 입사파가 그대로 유리처럼 투과하는 특성(투과모드)을 보이는 반면, 0.6 eV 이상의 Ef를 인가하게 되면 설계 초점거리에 초점이 맺히는 렌즈성능(렌즈 모드)을 보임을 확인하였다. 또한 입사되는 빛의 방향에 따라 투과와 반사의 초점세기가 선택적으로 강화됨으로 사용자에 니즈에 맞추어 활용됨을 보였다. 따라서 제안된 그래핀 프레넬 존 구조는 인가된 Ef 준위 변화에 따라 렌즈의 초점세기를 능동적으로 가변 할 수 있을 뿐만 아니라 투과모드 또는 렌즈 모드의 기능을 동시에 갖춘 콤팩트만 광부품으로서 다양한 활용을 기대할 수 있다.