详细介绍

艾思默智能材料拥有可定制的线性负膨胀合金（Linear Negative Thermal Expansion，简称 LNTE）镜筒，该镜筒有助于保持光机对准精度，从而提升光学器件的使用性能，应用场景包括：折射光学、头戴式光学系统、军工与航空航天光学设备、AR/VR系统、空间光路系统、侦察光学设备等。

被动无热化

在宽温域范围内维持光学系统的使用性能与结构完整性始终是行业面临的实际难题与技术瓶颈，热稳定对于处于温度变化环境中的光学系统而言至关重要，否则光学元件就会出现失焦、畸变等问题。

光学中的无热化设计，是指合理搭配具备不同热学特性的镜片与镜筒材质，让光学系统在各类温度环境下都能保持焦距稳定。艾思默LNTE合金材料，不仅能够实现通用成品透镜的热稳定化改造，还能大幅拓宽光学工程师可选用的材料品类与设计思路，助力光学器件实现更优的热稳定性与使用性能，实现了以往无法达成的小型化、轻量化光学系统设计。

特性

采用不锈钢、黄铜、铝这类传统材料制作镜头镜筒，会大幅限制无热差玻璃组合的选用范围。这类材料的热膨胀系数通常在 +12ppm/℃ 至+24ppm/℃ 的狭小区间内，极大地制约了设计灵活性。而LNTE合金彻底打破了这一局限，该合金在室温下热膨胀系数可达-32ppm/℃ ，能够平衡光学系统中的热效应，拓宽无热差镜头的设计范畴，甚至可让原本未针对温度变化环境设计的光学系统实现无热差适配。

LNTE合金为无热光学组件提供了全新的材料解决方案。这款新型材料具备以下特性：

• 室温下轴向热膨胀系数为可达到 -32 ~ -1.5 ppm /℃

• 径向热膨胀系数为正值，可实现光学元件的柔性装配

• 力学性能与材质特性和其他钛合金相近

• LNTE合金可像多数普通金属一样进行机械加工，轻松实现 ±0.001 英寸的加工公差

• 产品形态十分适用于透镜组隔圈、镜筒以及透镜至焦平面支撑结构的设计与制造。

搭载LNTE合金镜筒的光学模组

精准调控热膨胀系数，将LNTE合金镜筒与其他镜筒串联螺纹拼接后，设计人员可灵活选定透镜组件之间所需的热膨胀系数。如果想要实现从前置透镜到图像传感器全程零热膨胀系数效果，采用LNTE合金镜筒壳体来抵消透镜的热失焦系数，可让壳体的热膨胀系数与选定的透镜组件实现**匹配。

LNTE合金镜筒优势

• 可实现无热化系统的热膨胀系数定制化设计

• LNTE镜筒负热膨胀系数可达 -32ppm /℃

• 应用范围广，适配性高

应用价值

• 缩减红外光学系统的尺寸、重量、功耗与成本（SWAP-C）

• 将透镜生产良率提升至原来的5倍

• 研发适配新型无热透镜的材料组合

• 突破现有性能极限

该方案主要面向定焦物镜与摄像设备，加入LNTE合金后，可省去嵌套镜筒结构与复杂补偿结构，实现机械被动无热化变焦，能在 -150℃ 至 120℃ 及更广温度区间内稳定维持**成像画质。

LNTE合金镜筒实际应用

采用LNTE合金与铝材设计无热化镜座时，在温度同样升高 25℃ 的情况下，全铝制镜筒壳体通常会产生约25μm的形变量，焦距缩短加上壳体膨胀，两种形变叠加后最终会形成约38μm的净失焦量。

为抵消商用双胶合透镜中的热失焦现象，我们设计了一款部分采用铝材、部分采用LNTE合金制成的外壳。通过合理搭配这两种材料，利用LNTE合金的负热膨胀特性抵消铝材的正热膨胀特性，从而精准调控外壳的热膨胀系数。

凭借独特的负热膨胀特性，LNTE合金可为诸多受温度引发焦距偏移问题困扰的行业领域开辟全新应用路径。随着相关理论研究与运算模型持续优化完善，LNTE合金有望进一步拓展光学系统的应用范围，为各类复杂的热效应难题提供全新解决思路。