光纖光譜儀在珠寶鑒定中的應用與發展

鄭艷瑩

（天津市產品質量監督檢測技術研究院，國家金銀飾品質量監督檢驗中心（天津） 300384）

摘要：隨著珠寶行業的發展前景越來越可觀，越來越多的珠寶商進入到這個市場當中，這樣就導致了珠寶市場的混亂，很容易出現珠寶造假的情況。針對珠寶市場上以假亂真、以次充好的行為，有很多的儀器能夠對其進行檢測，辨別真偽。隨著鑒定儀器的逐步發展，光纖光譜儀出現了，由于光纖光譜儀的體積小、造價低以及鑒定速度快等優點，很快就受到了珠寶行業的歡迎。在本文中就將對光纖光譜儀在珠寶鑒定工作中的應用與發展進行詳細的介紹。

關鍵詞：光纖光譜儀；珠寶鑒定；應用與發展

前言：對珠寶飾品的鑒定，主要是針對各類的寶石和玉石，在這些珠寶當中能夠將光纖光譜儀的應用價值得到最大程度的體現。光纖光譜儀是在傳統的光譜儀基礎上進行的技術改造，經過這種改造的光纖光譜儀，在性能上較之傳統的光譜儀有非常大的提升。而且其造價又比傳統類型的低了很多，只有傳統光譜儀的十分之一，因此被人們稱為微型光纖光譜儀。下文將對其工作原理以及工作性能進行詳細分析。

1.光纖光譜儀的結構特點

以傳統的光譜儀為基礎進行升級改造而后出現的光纖光譜儀，其具有超高的測量速度以及更全面的測量數據，對于珠寶鑒定工作來說是不二之選，以下是其結構特點：

1.1光學平臺

光纖光譜儀為光信號提供光纖傳導的信號，在這個過程中所采用的是射譜結構的光學平臺中的標準SMA905接口。這種接口能夠進行準直、分光、波長排列以及聚焦等工作，在進行過這些之后，利用其所帶的探測器來對各種珠寶玉石進行檢測，利用分光結構來進行此項工作。分光結構是安裝在測量平臺上的微小結構，能夠適用于多種環境下的測量工作。

1.2結構特點

這種光譜儀在進行工作時不會產生噪音的污染，而且還將運行時所利用的能源進行了縮減，降低了能源損耗率，之所以能夠產生這些優點是因為在光譜儀當中利用光纖技術，所以不需要通過樣品池就能將樣品的光譜數據導入到儀器內部，因此也就不會出現形狀以及其他因素的干擾，還有就是因為其檢測時所利用的乃是CCD陣列，所以在進行檢測時不需要對光柵進行移動，就能夠將檢測結束，極大程度上的減少了檢測時間，增加了檢測的效率。

1.3光纖探頭采樣方式

光纖光譜儀所采用的檢測方式是在線監測，主要依據光纖傳導技術來實現。光纖光譜儀的探頭能夠在惡劣的環境下進行工作，對于復雜環境的抵抗力非常高，例如所運用的反射式的探頭，其在進行工作時能夠將廣元所發出的光耦合利用接頭的傳導裝置傳送到探頭的尾部，然后在經過被測表面的反射達到光譜儀中進行檢測和分析。

2.光纖光譜儀在珠寶鑒定中的具體應用

想要進行珠寶鑒定工作，需要對光纖光譜儀的應用原理進行理解，知道其是怎么進行以下幾方面的測量工作。并分別以紅藍寶石、黃水晶和紫水晶、翡翠以及云母等珠寶材料作為檢測的案例。

2.1應用原理

應用原理主要包括以下幾方面：

（1）可見吸收光譜的測量。光纖光譜儀根據物理定律來對可見光進行定量的吸收，例如CCD陣列探測器采用紫外光譜技術對寶石進行摩爾系數的測量，降低了繁瑣的流程。

（2）厚度測量。對厚度進行測量時利用干涉的原理，光纖光譜儀能夠以1.5mm的微小分辨率來對珠寶樣品的厚度進行測量，是珠寶加工生產線上的最有優勢的檢測技術之一。

（3）顏色測量。在有限的光范圍內，通過光纖光譜儀能夠對珠寶樣品進行空間上的Lad值測試，同時依靠其他的設備就能夠對其具體的顏色質量進行精確的測量。

2.2應用實例

在對光纖光譜儀原理明了的基礎上，對各種珠寶來進行質量檢測，論述光纖光譜儀的具體運用方法。

（1） 合成紅藍寶石的鑒定

紅寶石的透光率光譜是以透光率以及光的波長來作為縱橫指標，對于紅寶石的可見透光率是利用光纖光譜儀來進行測量的，能夠得到其在410nm處的透光率是百分之三十一。其他的不同范圍的透光率依次增大為百分之十、百分之十六點九、百分之八十以及百分之九十五，這些透光率充分的說明透光率與鉻元素的正三價離子的吸收帶緊密相關。在級間躍遷時分別吸收2.14eV和3.01eV的能量，其相對應的波長經過光譜特征矯正后，能夠達到理論值標準。而對于藍寶石來說則是對正三價鐵離子進行吸收的差異性進行鑒定，經過鑒定出來的吸收譜線與紅寶石基本相同，所以這說明光纖光譜儀對合成紅藍寶石的鑒定都是適用的，只是在具體操作時需要進行適當的改變。

（2） 黃水晶和紫水晶鑒定

黃水晶的可見光吸收譜線始終處在波動狀態，但是其具體的波動趨勢則始終處于下降趨勢，然后再達到平穩狀態。在波長為443nm時，光吸收度為0.8au，在其他的增加波長則吸收度分別為1.0au、0.8au，隨后就隨著波長的增加，吸收度也不再進行變化，趨于平穩。根據以上分析，我們能夠將吸收帶確定為波長550nm，在經過光譜儀中的電磁波照射后，正三價鐵離子中的成對電子被激發，也就是空穴色心，空穴色心在經過對可見光吸收之后，就會產生相應的顏色。相比較而言，通過對黃水晶的紫外可見光吸收度光譜的分析，我們可以發現吸收光譜的吸收峰表現的不明顯。黃水晶的透光率較低，紫水晶的透光率則是較高，黃水晶在550nm的位置處的吸收峰，在紅色區域的吸收度出現直線下降，經過這種判斷方法，就能夠對黃水晶和紫水晶的顏色進行區分。

（3）翡翠鑒定

翡翠的質地堅硬，是硬玉及其他的礦物共同組成的物質，翡翠的綠色是由于其內部的鉻、鈦以及鐵元素作用的效果。在對翡翠進行鑒定時，主要是進行透光率的檢測，測量的結果則是在399nm時，透光率為百分之十二，其他的依次為百分之九點三、百分之十三點五、百分之十、百分之十一以及百分之十，將這些透光率進行分析，我們可以得到波長為630、660以及690nm時，翡翠對鉻的吸收譜線清晰。這種清晰度越高，陽綠的顏色就越明顯，翡翠的品質也就隨之升高。

（4）云母鑒別

云母在分類上屬于硅酸鹽礦物，對其鑒定也是進行透光率的檢測。檢測的結果數據為：665nm時透光率為百分之一點三，其他的透光率依次為百分之一以及百分之零點二五，對于這三個透光率來說在光譜上都能夠得到體現，所以對云母進行鑒定時，更加的方便。

3.應用與發展

在珠寶鑒定行業中運用波譜技術，不僅僅是對珠寶玉石的特征進行區分，以此來鑒定其品質，還能夠通過波譜技術來對寶石的內部成分組成來進行鑒定，達到無損鑒定的效果，對于珠寶鑒定行業來說更為重要。對于光纖光譜儀在珠寶鑒定中的未來發展，可以從以下幾點來了解。

首先，對鑒定儀器的波長分辨率、峰高量化以及波長的精確數值等方面還可以進行改進，增加光纖光譜儀的測試效果以及鑒定范圍。其次，對光纖光譜儀的波長覆蓋范圍以及波長的分辨率進行改善，使其能夠增加光纖光譜儀的分析功能。最后，增加光纖光譜儀的智能化以及微小化的程度，使其能夠在更加復雜的環境下對珠寶鑒定工作提供幫助作用。

4.結束語

光纖光譜儀在珠寶鑒定行業中的應用，大大增加了珠寶鑒定工作的準確效率以及工作速度，對于珠寶鑒定行業來說是非常實用的鑒定方法，在未來還會繼續向前發展，使其能夠為珠寶鑒定行業帶來更大的便利，提升珠寶鑒定行業的工作質量和工作效率，減輕鑒定人員的工作負擔。

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