專利名稱：鉆石檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)鉆石的裝置，其主要是用于檢測(cè)鉆石是否經(jīng)過(guò)人工輻射或離子轟擊而改變其顏色或鉆石是否是一個(gè)天然/合成雙拼鉆石。
背景技術(shù)：
當(dāng)放射性同位素在地殼中接近鉆石時(shí)，天然綠鉆石的顏色就是由天然存在的可產(chǎn)生α粒子的放射性同位素進(jìn)行輻射而形成的。α粒子只可穿透到鉆石表面下方大約30μm的深度，并對(duì)鉆石晶格主要是晶格空位產(chǎn)生輻射損傷。晶格空位在可見光譜的紅光端形成特定的振動(dòng)吸收體系，并形成藍(lán)-綠的顏色。
但是，人工輻射或離子轟擊(離子注入)可在鉆石上形成藍(lán)-綠顏色。這種處理通常是應(yīng)用于磨光鉆石，但該處理也可應(yīng)用于粗糙鉆石。通常采用高能電子或采用快中子來(lái)進(jìn)行人工輻射，高能電子具有幾毫米的鉆石穿透深度，明顯大于α粒子輻射的穿透深度，快中子具有幾厘米的鉆石穿透深度，明顯地大于α粒子輻射的穿透深度。用于進(jìn)行離子轟擊的高能離子通常在鉆石中具有大約1μm的穿透深度，明顯小于自然α粒子輻射的穿透深度。迄今，為了確定粗糙或磨光的藍(lán)-綠鉆石是否進(jìn)行了自然或人工輻射，就必須破壞性地截開鉆石并觀測(cè)表面下方顏色的穿透深度。
由于天然輻射鉆石的價(jià)格高于其顏色是經(jīng)過(guò)人工輻射或離子轟擊而形成的鉆石，為了消費(fèi)者的信任，需要建立一種適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法。
通常在磨光或局部處理狀態(tài)，通過(guò)將合成鉆石淀積在天然鉆石上就可制成天然/合成雙拼鉆石，并形成雙拼鉆石的頂冠或底部部分。用于檢測(cè)鉆石是否是雙拼鉆石的技術(shù)參見WO94/20837、WO95/20152、WO96/07895、WO96/07896、WO97/04302和WO97/04303。這些技術(shù)都不令人滿意，因?yàn)樗鼈兌疾荒軐?shí)現(xiàn)自動(dòng)化和/或需要價(jià)格昂貴的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服或改善現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷，或者提供一種有用的可選擇方案。
總之，是希望可進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并提供一種可用于散放鉆石或鑲嵌在珠寶中的鉆石的技術(shù)。
總之，本發(fā)明提供一種如權(quán)利要求1或22所述的裝置和如權(quán)利要求23或24所述的方法。其余的權(quán)利要求為本發(fā)明的優(yōu)選或可供選擇的特征。
一般地，可檢測(cè)出構(gòu)成鉆石的材料的任何變化。但是，該方法主要是用于檢測(cè)鉆石是否經(jīng)過(guò)人工輻射或離子轟擊而改變了顏色，或者是用于檢測(cè)鉆石是否是一個(gè)天然/合成雙拼鉆石。可具有一個(gè)雙重作用的裝置，其安裝有兩個(gè)不同的用于以不同波長(zhǎng)進(jìn)行輻射的輻射裝置；用于兩個(gè)不同目的的發(fā)光檢測(cè)裝置可以非常類似，但比較裝置是不同的。
可對(duì)發(fā)光的任何特性進(jìn)行比較，但最好是比較發(fā)光光譜的特性強(qiáng)度。通過(guò)以所有鉆石的發(fā)光輻射特性最好是Raman特性與所檢測(cè)的發(fā)光特性的比值來(lái)對(duì)所檢測(cè)的發(fā)光特性進(jìn)行校正。該校正過(guò)程對(duì)結(jié)果進(jìn)行采集效率或?qū)毷叽缱兓矫娴男Ｕ?br> 如果鉆石采用高能電子或快中子進(jìn)行了人工輻射而改變了顏色，那么所檢測(cè)的發(fā)光特性隨深度的下降程度就不會(huì)快于在天然輻射鉆石情況下發(fā)光特性隨深度的下降程度。這將在后面結(jié)合附圖4a、4b和5進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。
如果使用高能離子轟擊，那么所檢測(cè)的發(fā)光特性隨深度的下降程度就快于天然輻射鉆石的情況。實(shí)際上，可采用相同的輻射波長(zhǎng)和比較裝置來(lái)檢測(cè)人工輻射(實(shí)際上是一方面)和離子轟擊(實(shí)際上是另一方面)，并因此而在顯示屏上指示出鉆石是否進(jìn)行了人工輻射或鉆石是否進(jìn)行了離子轟擊?？蓹z測(cè)出采用具有幾毫米穿透深度的高能電子和具有幾厘米穿透深度的快中子進(jìn)行處理之間的差異，但僅僅是對(duì)于鉆石超過(guò)2-3mm深的情況。
雖然輻射或離子轟擊檢測(cè)主要是對(duì)于粗糙鉆石，但本發(fā)明方法也可用于鑒定人工輻射或離子轟擊磨光的鉆石。當(dāng)對(duì)天然輻射的寶石進(jìn)行磨光時(shí)，寶石的形狀發(fā)生變化且被輻射材料的深度不再均勻一致。在經(jīng)過(guò)人工輻射或離子轟擊然后被磨光的磨光鉆石的情況下，如果從鉆石的多個(gè)點(diǎn)檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度隨深度的變化，就會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)于磨光的表面是均勻一致的，因此清楚地表明輻射是人工進(jìn)行的。
為了對(duì)人工輻射或離子轟擊進(jìn)行檢測(cè)，由于N3零聲子線不存在系統(tǒng)規(guī)律性的變化，因此不能使用N3零聲子線。但可使用可從GR1光中心發(fā)光的任何波長(zhǎng)的受激輻射射線。GR1(General Radiation1(一般輻射射線1))體系是鉆石的一個(gè)光譜特性，由于鉆石晶格空位中心處的電子躍遷，而使上述光譜特性在741nm處具有理論尖銳線。該體系的吸收模擬形成藍(lán)-綠顏色。如果用500-740nm波長(zhǎng)范圍的光在室溫下對(duì)GR1光中心進(jìn)行激勵(lì)，就會(huì)在741nm處以較強(qiáng)的光譜發(fā)光。因此，受激輻射射線最好大約是500-740例如大約為633nm波長(zhǎng)的射線，且對(duì)包含大約740-745nm波長(zhǎng)的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。
如果鉆石是雙拼鉆石，當(dāng)檢測(cè)到在天然和合成鉆石之間或反之的情況發(fā)生變化的深度時(shí)，發(fā)光特性就會(huì)發(fā)生變化。
為了對(duì)雙拼鉆石進(jìn)行檢測(cè)，不能使用GR1光中心，但可檢測(cè)出N3零聲子線的變化。受激輻射射線最好是大約300-大約400例如大約為325nm波長(zhǎng)的射線，并檢測(cè)大約從330-450nm波長(zhǎng)的發(fā)光。但是，由于受激輻射射線的吸收率不同，因此，可選擇采用Raman信號(hào)隨深度的下降率來(lái)表示構(gòu)成鉆石的材料的變化。
整個(gè)過(guò)程是自動(dòng)的。該技術(shù)可用于檢測(cè)重量大約小于10點(diǎn)(0.1克拉)的鉆石中的人工輻射或離子轟擊，但它們最好至少是1mm的深度。本發(fā)明可在重量大約低至10點(diǎn)(0.1克拉)且可能更小的鉆石中用于檢測(cè)雙拼鉆石。
如果可穿透鉆石整個(gè)深度的受激輻射射線聚焦在鉆石深度內(nèi)時(shí)，通過(guò)基本上避免了去檢測(cè)基本不在聚焦平面上的發(fā)光，從而對(duì)來(lái)自不同深度的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。利用共焦光譜儀的共焦技術(shù)是一種適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。位于顯微鏡后焦面上的共焦孔保證了只有來(lái)自物鏡焦點(diǎn)的發(fā)光才到達(dá)光譜儀檢測(cè)器。而來(lái)自試樣其它部分的發(fā)光則不經(jīng)過(guò)共焦孔，而且也不會(huì)被檢測(cè)。選定區(qū)域的面積根據(jù)共焦孔的直徑和顯微鏡物鏡的放大倍數(shù)而定。發(fā)光特性從由選定區(qū)域構(gòu)成的有效體積和物鏡的聚焦深度中采集，上述體積由共焦孔的直徑和物鏡放大倍數(shù)確定，物鏡的聚焦深度由其數(shù)值孔徑確定。
盡管該方法通?？稍谑覝叵逻M(jìn)行，但通過(guò)使用低溫恒溫箱例如Oxford Instruments公司的Microstat N低溫恒溫箱，就可采用較低的溫度。


下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中圖1是本發(fā)明裝置的示意性豎直橫截面圖，其中示出了按照本發(fā)明方法進(jìn)行檢測(cè)的磨光鉆石；圖2是圖1所示裝置的方框圖；圖3是圖1所示裝置中所用軟件的流程圖；圖4a示出了粗糙天然α輻射鉆石表面及表面下方每10μm增量深度處的GR1發(fā)光光譜；圖4b與圖4a相對(duì)應(yīng)，但其示出了GR1發(fā)光的校正(或取準(zhǔn))累積強(qiáng)度；圖5與圖4b相對(duì)應(yīng)，但鉆石是人造電子輻射鉆石；圖6與圖4b和圖5相對(duì)應(yīng)，但鉆石是人造離子注入鉆石；圖7是典型Ia類天然鉆石的光致發(fā)光/Raman光譜；圖8與圖7相對(duì)應(yīng)，但鉆石是CVD(化學(xué)汽相淀積)鉆石；圖9a是第一雙拼鉆石的校正累積N3發(fā)光強(qiáng)度的深度圖，距離是雙拼鉆石的移動(dòng)距離；圖9b與圖9a相對(duì)應(yīng)，但深度是焦點(diǎn)平面在雙拼鉆石內(nèi)的移動(dòng)距離；圖10a是第二雙拼鉆石的校正累積N3發(fā)光強(qiáng)度的深度圖，移動(dòng)距離是雙拼鉆石的移動(dòng)距離；以及圖10b與圖10a相對(duì)應(yīng)，但移動(dòng)深度是焦點(diǎn)平面在雙拼鉆石內(nèi)的移動(dòng)距離。
圖1為方便起見，圖1示出了磨光的鉆石1。但是，鉆石1可以是粗糙鉆石或鋸開一半的鉆石-粗糙鉆石可由容易變形的材料例如“Blu-Tak”進(jìn)行支承。對(duì)于粗糙鉆石或鋸開一半的鉆石的表面組織結(jié)構(gòu)以及輻射擴(kuò)散存在實(shí)際的限制，但技術(shù)可等效地應(yīng)用于粗糙鉆石或鋸開一半的鉆石以及磨光鉆石。表面的精確位置并不是通過(guò)物理的方法確定的，而是通過(guò)改變檢測(cè)發(fā)光來(lái)確定的。鉆石1設(shè)置在位于共焦顯微鏡3下方的支座或載物臺(tái)2上，載物臺(tái)2垂直于光軸。圖示的載物臺(tái)2設(shè)計(jì)成可承接磨光鉆石1的底面，但它也可設(shè)計(jì)為珠寶例如戒指的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件；另外，一件珠寶可象上面所述的那樣由易變形的材料進(jìn)行支承。通常，鉆石1的平臺(tái)應(yīng)當(dāng)是外露的且垂直于光軸。雖然圖中未示出，但載物臺(tái)2支承在由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而上下移動(dòng)的平臺(tái)上。顯微鏡3具有物鏡4和共焦孔5。在顯微鏡3的上方設(shè)有光束分離器6、用于照射鉆石1的激光器7、光譜儀8和處理器9。所有的部件都非常示意性地予以示出。
共焦孔5可防止光線偏出聚焦區(qū)域進(jìn)入光譜儀8。瞬時(shí)聚焦平面在圖中用標(biāo)號(hào)10表示，其結(jié)構(gòu)是，從最頂部點(diǎn)(這里是平臺(tái)11)到最底部點(diǎn)(這里是底面12)直接通過(guò)鉆石可觀測(cè)聚焦平面10。觀測(cè)可非常方便地通過(guò)沿豎直方向移動(dòng)載物臺(tái)2預(yù)定的距離也就是10μm或100μm來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)激光束進(jìn)入鉆石1時(shí)就產(chǎn)生折射，因此，激光的焦點(diǎn)例如在波長(zhǎng)為633nm時(shí)(在鉆石1中)移動(dòng)的距離大約是鉆石1自身移動(dòng)距離的2.41倍(2.41是鉆石在633nm下的折射率)，或者在波長(zhǎng)為325nm時(shí)大約為2.51倍(2.51是鉆石在325nm下的折射率)。
圖2圖2方框圖中的標(biāo)號(hào)3-8表示與顯微鏡13相連的共焦光譜儀，其具有用于檢測(cè)發(fā)光的CCD檢測(cè)器14(實(shí)際上是光譜儀8的部件)。處理器9具有用于顯示檢測(cè)結(jié)果的顯示器15。圖示的載物臺(tái)2是一個(gè)支承著鉆石試樣基體2a(也就是5×5)的xyz平臺(tái)，沿x、y方向的運(yùn)動(dòng)(在水平面上)可使一個(gè)鉆石試樣基體2a定位于顯微鏡13的下方。Z方向的運(yùn)動(dòng)是上面所述的沿豎直方向的運(yùn)動(dòng)。
圖3圖3所示的流程圖基本上是一目了然的，且不再進(jìn)行詳細(xì)描述。“處理數(shù)據(jù)”階段包括分析發(fā)光度隨深度的變化率以識(shí)別材料的界面或變化。
人工輻射和離子轟擊檢測(cè)的示例在一個(gè)適當(dāng)?shù)难b置中，激光器7是在633nm波長(zhǎng)下輸出功率為10-20mW的He-Ne激光器。激光器7與共焦顯微鏡3和光譜儀8一起提供，而光譜儀8可以是由J.Y.Horiba制造的LabRam InfinityConfocal Spectrometer(LabRam無(wú)限共焦光譜儀)。檢測(cè)從大約680-大約800nm的發(fā)光。在鉆石中，該系統(tǒng)可利用一個(gè)100倍的物鏡4和一個(gè)50μm的共焦孔5來(lái)檢測(cè)0-500μm的深度范圍。利用一個(gè)20倍的物鏡4和一個(gè)200μm的共焦孔5可檢測(cè)0-10mm的深度范圍。
當(dāng)利用該裝置時(shí)，圖3所示的步驟“處理數(shù)據(jù)”如下所述分析GR1零聲子線的Raman校正累積強(qiáng)度與試樣表面下方深度的關(guān)系圖線。
如果在小于10微米深度處觀測(cè)到上述參數(shù)顯著下降，那么就將鉆石鑒定為可能是“離子轟擊的”。
如果在500-2000微米深度處觀測(cè)到上述參數(shù)顯著下降，那么就將鉆石鑒定為可能是“電子輻射的”。
如果在大于2000微米以上深度處觀測(cè)到上述參數(shù)沒(méi)有明顯下降，那么就將鉆石鑒定為可能是“中子輻射的”。
如果在15-35微米深度處觀測(cè)到上述參數(shù)顯著下降，那么就將鉆石鑒定為“天然輻射的”。
通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行微分并確定最小值的位置，從而確定出現(xiàn)參數(shù)顯著下降的深度位置。圖線的形狀可參考所存儲(chǔ)的圖線參考文件與預(yù)期的形狀進(jìn)行比較。
圖4a、4b和5圖4a示出了利用帶有100倍的物鏡4和50μm共焦孔5的共焦光譜儀所記錄的光致發(fā)光/Raman光譜。圖4a中的圖線是關(guān)于表面下方深度的，圖線O是表面處的記錄。鉆石Raman圖線大約是在691nm，且由尖銳的強(qiáng)度峰值表示。圖4b所示的校正值是通過(guò)累積GR1發(fā)光強(qiáng)度與鉆石Raman線的累積強(qiáng)度的比值來(lái)確定的。如果Raman信號(hào)下降到小于其初始值的10％，就可假定檢測(cè)器的焦點(diǎn)不再位于鉆石內(nèi)。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓鈻拧CD檢測(cè)器和光譜儀光柵(在光譜儀8中)的中間波長(zhǎng)位置，就可將GR1和Raman信號(hào)捕獲在相同的光譜中。軟件例如配置有LabRam Infinity共焦光譜儀的軟件構(gòu)造成可提供深度圖線的實(shí)時(shí)顯示。處理器9設(shè)有適當(dāng)?shù)能浖?，以自?dòng)指示鉆石是天然還是人工輻射的。
當(dāng)鉆石1向上朝聚焦激光的物鏡4移動(dòng)時(shí)，鉆石1的平臺(tái)表面的中部首先定位于激光束的焦點(diǎn)處，且以10μm的間距記錄光譜。該過(guò)程等效于當(dāng)激光焦點(diǎn)通過(guò)平臺(tái)掃描到鉆石1中時(shí)采集光譜。
如圖4b所示，對(duì)于天然α輻射鉆石，GR1發(fā)光基本上被限制在表面的30μm范圍內(nèi)，而(如圖5所示)對(duì)于人工電子輻射鉆石，GR1發(fā)光在表面下方1mm以上位置非常強(qiáng)烈(應(yīng)注意圖4b和5的比例不同)。
圖6圖6示出了離子轟擊鉆石的校正累積強(qiáng)度曲線，該圖線與圖4b和5所示的圖線不同，而且，比例也不同，注入深度較低。
中子轟擊鉆石的GR1發(fā)光的校正累積強(qiáng)度圖線是一條水平線，而且也與圖4b和5所示圖譜不同。
雙拼鉆石檢測(cè)的實(shí)施例在一個(gè)適當(dāng)?shù)难b置中，激光器7是在325nm波長(zhǎng)下輸出功率為10-100mW的He-Cd激光器。激光器7與共焦顯微鏡3和光譜儀8一起提供，而光譜儀8可以是由J.Y.Horiba制造的LabRam InfinityConfocal Spectrometer(LabRam無(wú)限共焦光譜儀)。檢測(cè)從大約330-大約450nm的發(fā)光。在鉆石中，該系統(tǒng)可利用一個(gè)100倍的物鏡和一個(gè)50μm的共焦孔5來(lái)檢測(cè)0-500μm的深度范圍。利用一個(gè)20倍的物鏡和一個(gè)200μm的共焦孔5可檢測(cè)0-10mm的深度范圍。
通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓鈻?、CCD檢測(cè)器和光譜儀光柵(在光譜儀8中)的中間波長(zhǎng)位置，就可將N3和Raman信號(hào)捕獲在相同的光譜中。軟件例如配置有LabRam Infinity共焦光譜儀的軟件構(gòu)造成可提供深度圖線的實(shí)時(shí)顯示。
處理器9設(shè)有適當(dāng)?shù)能浖?，以自?dòng)指示鉆石是否是雙拼鉆石。在圖3的步驟“處理數(shù)據(jù)”中，軟件相對(duì)于鉆石Raman線的累積強(qiáng)度對(duì)N3零聲子線的累積強(qiáng)度進(jìn)行校正。分析N3零聲子線的Raman校正累積強(qiáng)度與試樣表面下方深度的關(guān)系圖線。如果觀測(cè)到上述參數(shù)顯著下降或增大，那么鉆石就可能是雙拼鉆石。如果圖線大致是平的(并且不是零)，那么鉆石就被認(rèn)為是“非雙拼鉆石”。如上所述，如果Raman信號(hào)下降到小于其初始值的10％，就可假定檢測(cè)器的焦點(diǎn)不再位于鉆石內(nèi)。
圖7圖7是由325nmHe-Cd激光器激發(fā)并在室溫下共焦采集的Ia類天然鉆石的典型光致發(fā)光/Raman光譜。其包含有415nm波長(zhǎng)的N3零聲子線以及相關(guān)的長(zhǎng)波長(zhǎng)振動(dòng)結(jié)構(gòu)。95％以上的全部天然鉆石具有N3零聲子線；預(yù)先選出那些沒(méi)有N3零聲子線的。光譜還包含有尖銳強(qiáng)度峰值所示的在大約339nm處的Raman線。
圖8圖8是CVD合成鉆石的類似光譜圖。其不包含415nm處的N3零聲子線或其相關(guān)的振動(dòng)結(jié)構(gòu)。
圖9a和9b圖9a和9b示出了第一雙拼鉆石的校正N3發(fā)光強(qiáng)度的測(cè)量共焦深度圖線，第一雙拼鉆石只是為了實(shí)驗(yàn)的目的而制造的。第一雙拼鉆石是一個(gè)部分由天然Ia類鉆石和部分由CVD合成鉆石構(gòu)成的圓形寶石。它具有CVD合成鉆石頂冠，位于該部分和天然鉆石部分之間的界面位于平臺(tái)下方0.86mm處，寶石的總深度為3.19mm。
當(dāng)雙拼鉆石1向上朝聚焦激光的物鏡4移動(dòng)時(shí)，雙拼鉆石1的平臺(tái)表面的中部首先定位于激光束的焦點(diǎn)處，并以100μm的間距記錄光譜。該過(guò)程等效于當(dāng)激光焦點(diǎn)通過(guò)鉆石平臺(tái)掃描到雙拼鉆石1中時(shí)進(jìn)行采集光譜。
如上所述，激光焦點(diǎn)在寶石內(nèi)的移動(dòng)距離大約是寶石自身移動(dòng)距離的2.51倍。在圖9a中，水平軸是寶石從平臺(tái)處于激光焦點(diǎn)所在的位置移動(dòng)的距離。在圖9b中，水平軸是該距離的2.51倍。這與鉆石平臺(tái)下方激光束的焦點(diǎn)深度大致一致。
由于檢測(cè)的深度和測(cè)量點(diǎn)的間距分辨率較低，因此，圖9a和9b的圖線沒(méi)有發(fā)生突然的變化。但是，界面的精確深度通常是無(wú)關(guān)緊要的，關(guān)心的只是是否存在界面。
圖10a和10b圖10a和10b與圖9a和9b相對(duì)應(yīng)，但其示出了第二雙拼鉆石的光譜，第二雙拼鉆石也只是為了實(shí)驗(yàn)的目的而制造的。第二雙拼鉆石是一個(gè)部分由天然Ia類鉆石和部分由CVD鉆石構(gòu)成的圓形寶石。它具有天然Ia類鉆石頂冠，位于該部分和CVD合成鉆石部分之間的界面位于平臺(tái)下方0.75mm處，寶石的總深度為1.64mm。
第二雙拼鉆石的布置與圖9a和9b的第一雙拼鉆石的布置相同。
除非有上下文明確的要求以外，在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中，“包括”、“包含”以及類似的用語(yǔ)應(yīng)理解為開放性的包含，與排他性或窮盡性的含義相反；也就是說(shuō)，意思是“包括，但不限于”。
上文只是用示例的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)還可作出多種的變型。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)指示鉆石內(nèi)材料變化的裝置，其包括用于照射鉆石以激發(fā)發(fā)光的裝置；用于自動(dòng)檢測(cè)整個(gè)鉆石的深度中的不同深度位置處的發(fā)光特性的裝置；用于自動(dòng)比較所檢測(cè)的發(fā)光特性并因此而檢測(cè)構(gòu)成鉆石的材料的變化的裝置；以及響應(yīng)于所述比較裝置用于自動(dòng)指示材料的所述變化的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)和比較發(fā)光的光譜特性的強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，檢測(cè)裝置布置成使得以固定的增量自動(dòng)移動(dòng)進(jìn)行發(fā)光檢測(cè)的深度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，比較裝置包括用于分析發(fā)光特性隨深度的變化率以鑒定材料的界面或變化的軟件。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，受激輻射射線可穿透鉆石的整個(gè)深度，且聚焦在鉆石的深度內(nèi)，并通過(guò)采集來(lái)自所述不同深度的發(fā)光來(lái)檢測(cè)發(fā)光特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，通過(guò)利用一種基本上避免對(duì)不在所述深度的聚焦平面上的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)來(lái)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，利用共焦技術(shù)來(lái)進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，利用共焦光譜儀來(lái)進(jìn)行。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，通過(guò)所檢測(cè)的發(fā)光特性與所有鉆石的發(fā)光發(fā)射特性的比值來(lái)對(duì)所檢測(cè)的發(fā)光特性進(jìn)行取準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述特定發(fā)光發(fā)射特性是Raman。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，其布置成可指示鉆石是否經(jīng)過(guò)人工輻射而改變了顏色，指示裝置可指示鉆石是否經(jīng)過(guò)人工輻射。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，其布置成可指示鉆石是否經(jīng)過(guò)離子轟擊而改變了顏色，指示裝置可指示鉆石是否經(jīng)過(guò)離子轟擊。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，輻射裝置從GR1光中心發(fā)光。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，受激輻射射線是波長(zhǎng)大約為500至大約740nm的輻射射線。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，受激輻射射線是波長(zhǎng)大約為633nm的輻射射線。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，對(duì)大約從680至大約800nm波長(zhǎng)的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，其布置成可指示鉆石是否是一個(gè)天然/合成雙拼鉆石。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-10和17中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，輻射裝置在N3光中心發(fā)光而形成N3零聲子線。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-10和17中的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，受激輻射射線是波長(zhǎng)大約為300至大約400nm的輻射射線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，受激輻射射線是波長(zhǎng)大約為325nm的輻射射線。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的裝置，其特征在于，對(duì)大約從330至大約450nm波長(zhǎng)的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。
22.一種用于檢測(cè)鉆石的裝置，其基本上如附圖1-3所示或基本上如前述權(quán)利要求中任一實(shí)施例所述。
23.一種用于檢測(cè)鉆石以鑒定鉆石內(nèi)是否發(fā)生材料變化的方法，其包括采用權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的裝置，自動(dòng)指示材料的變化。
24.一種用于檢測(cè)鉆石以鑒定鉆石內(nèi)是否發(fā)生材料變化的方法，其基本上如附圖1-3、附圖4a、4b和5、附圖9a和9b以及附圖10a和10b中的任一附圖所示或如前述的實(shí)施例所述。
全文摘要
為了確定藍(lán)－綠鉆石(1)是否經(jīng)過(guò)人工輻射或離子轟擊而改變了顏色，采用633nm波長(zhǎng)的光進(jìn)行照射以激發(fā)進(jìn)行發(fā)光，并當(dāng)聚焦平面(9)沿豎直方向掃描經(jīng)過(guò)鉆石(1)時(shí)，利用共焦顯微鏡(3)和光譜儀(8)對(duì)大約從680－800nm波長(zhǎng)的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)光特性隨著深度的增大而迅速減小就意味著是自然輻射的，而更迅速地減小就意味著是離子轟擊的。另外，為了確定鉆石(1)是否是天然/合成雙拼鉆石，可采用325nm波長(zhǎng)的輻射射線進(jìn)行輻射以激發(fā)進(jìn)行發(fā)光，并對(duì)從330－450nm波長(zhǎng)的發(fā)光進(jìn)行檢測(cè)。發(fā)光特性隨著深度的增大而突然發(fā)生變化就意味著鉆石是天然/合成雙拼鉆石。
文檔編號(hào)G01N21/63GK1585895SQ02822397
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2002年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月12日
發(fā)明者S·C·勞森, P·M·斯皮爾, P·M·馬蒂奧 申請(qǐng)人:杰桑企業(yè)