探析微分干涉顯微鏡在珠寶鑒定中的應(yīng)用

張學(xué)軍

摘? ?要：珠寶鑒定過程中，使用微分干涉顯微鏡能夠?qū)崿F(xiàn)無損檢測(cè)。在顯微鏡下觀察珠寶外觀特點(diǎn)，是否存在缺陷。本文對(duì)微分干涉顯微鏡的使用原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，同時(shí)分別從判斷寶石生長(zhǎng)特點(diǎn)、顯示珠寶精細(xì)結(jié)構(gòu)、確定寶石外表其他特征、分析寶石成分等方面闡述此顯微鏡在珠寶鑒定領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用，以期為該領(lǐng)域的從事人員提供建議和參考。

關(guān)鍵詞：微分干涉顯微鏡? 珠寶鑒定? 應(yīng)用原理

中圖分類號(hào)：S503? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0067-02

在玉石類珠寶的鑒定過程使用該種顯微鏡能準(zhǔn)確判斷彩色寶石外表復(fù)合膜存在情況、是否存在人工印記。在金屬類珠寶的鑒定中，可觀察寶石表面和內(nèi)部形態(tài)。因此，研究此顯微鏡在珠寶鑒定領(lǐng)域中的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

1? 微分干涉顯微鏡應(yīng)用原理

微分干涉顯微鏡簡(jiǎn)稱（DICM），屬于特殊類型干涉顯微鏡。應(yīng)用環(huán)節(jié)原理為根據(jù)觀察物內(nèi)部存在不同的折射率，產(chǎn)生差異化光程。應(yīng)用此類顯微鏡主要是將微分干涉鏡置于正交偏光鏡間，利用滑行器轉(zhuǎn)化微小光程，呈現(xiàn)出不同光強(qiáng)度變化，對(duì)物體內(nèi)部、外表等精細(xì)結(jié)構(gòu)展開觀察。棱鏡將光束進(jìn)行分解，形成兩個(gè)不同向二束光，促使光線形成夾角。當(dāng)光線穿過夾角和物體之間區(qū)域時(shí)，受到物體外表高度以及材質(zhì)折射率的影響，導(dǎo)致光束產(chǎn)生光程差。在檢偏器作用下，組合垂直光波形成兩束具有同樣偏振的光束，促使光束之間產(chǎn)生干涉。在調(diào)節(jié)滑行器的過程中，促使樣品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生正向、負(fù)向投影，產(chǎn)生立體感。使用此類顯微鏡可觀察寶石外表是否存在劃痕、破算以及腐蝕等，還能觀察內(nèi)部形態(tài)、顏色、分布等特征[1]。

2? 微分干涉顯微鏡鑒定珠寶過程的應(yīng)用

2.1 判斷寶石生長(zhǎng)特點(diǎn)

大多數(shù)寶石生長(zhǎng)過程由于自然環(huán)境影響會(huì)產(chǎn)生晶體缺陷、條紋、雙晶面、包體、滑移面等，這些特征在寶石切磨過程會(huì)顯示出來。使用微分干涉顯微鏡可更好地觀察寶石晶面以及切磨面等位置存在的精細(xì)結(jié)構(gòu)，幫助鑒別人員了解寶石的生長(zhǎng)特點(diǎn)與處理之后的特征。進(jìn)而找出不同缺陷存在的聯(lián)系，判斷出珠寶是天然生長(zhǎng)，還是人工合成，同時(shí)還能獲得珠寶處理之后的紋路特點(diǎn)。

例如，翡翠類珠寶內(nèi)部為纖維結(jié)構(gòu)，并非單晶體，而是一種復(fù)合礦物質(zhì)，其纖維、顆粒狀結(jié)構(gòu)具有翠性，也稱反光性。在珠寶鑒定過程，需要鑒別出翡翠質(zhì)地良好性、做工優(yōu)良性，才能判斷出其價(jià)值，使用微分干涉顯微鏡能夠清晰地觀察到翡翠的色彩和紋理，掌握其線條構(gòu)造。通過鏡頭下顯示圖案的棱角，以及翡翠光滑面實(shí)際精細(xì)化程度，使用CCD、CMOS將觀察圖片掃描下來，將圖像高度還原。觀察寶石光澤度、棱線尖銳度、平滑度、拼合特點(diǎn)。當(dāng)在不同倍數(shù)下，顯微鏡中出現(xiàn)“橘皮效應(yīng)”時(shí)，可判斷出翡翠為A貨，純天然未經(jīng)酸洗。當(dāng)在顯微鏡頭下，觀察到翡翠的外表存在酸蝕紋路時(shí)，代表翡翠經(jīng)過人工充膠或者經(jīng)過酸洗處理[2]。

除此之外，部分寶石在生長(zhǎng)過程，內(nèi)部會(huì)存在包裹體，在顯微鏡放大之后，可判斷出寶石種屬。例如：月光石當(dāng)中通常存在像“蜈蚣”形狀的包裹體;在橄欖石當(dāng)中通常存在像“睡蓮”狀的包裹體，微分干涉鏡頭下，在可通過以上特征判斷寶石的天然性。如果檢測(cè)出寶石并非天然寶石，還能判斷出寶石是否做出填充、染色、覆膜等人工處理。在此顯微鏡的使用下，鑒別人員可精準(zhǔn)判斷出寶石生長(zhǎng)特征，外觀存在的缺陷特點(diǎn)，提高對(duì)寶石價(jià)值判斷的精準(zhǔn)性。

2.2 顯示珠寶精細(xì)結(jié)構(gòu)

在寶石鑒定領(lǐng)域中，對(duì)寶石微觀形貌的檢測(cè)十分重要。由于寶石分為天然寶石和人工合成寶石，天然寶石的形貌受到生長(zhǎng)環(huán)境的影響，人工合成寶石受到處理過程的影響，導(dǎo)致寶石的微觀形貌產(chǎn)生變化。使用微分干涉對(duì)珠寶精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，可在高精度的條件下分析珠寶石料凈度。如：使用顯微鏡觀察鉆石表面管狀坑、激光鉆孔等具有良好的效果。其中管狀坑為具有一定深度的線狀晶體，從鉆石的表面逐漸延伸到其內(nèi)部。這種結(jié)構(gòu)是寶石在自然中受到天然的腐蝕而造成的。激光鉆孔通常是在寶石加工環(huán)節(jié)，為提高其精度值，利用激光束照射寶石中具有礦物質(zhì)雜質(zhì)位置，形成的微小孔洞。經(jīng)激光照射成孔之后，使用酸性物質(zhì)將寶石內(nèi)部的礦物質(zhì)溶解、漂白等，提升寶石精度。兩種結(jié)構(gòu)在形貌特點(diǎn)、錯(cuò)位和輻射斑點(diǎn)等方面存在差異。在顯微鏡下觀察，激光鉆孔常為圓形結(jié)構(gòu)，孔外可見暈輪、斑紋、激光灼痕等，顯示了激光束形狀。通常是激光富含較大能量，導(dǎo)致寶石外表灼傷。而鉆孔的直徑在幾微米，可在顯微鏡下清晰見到。微分干涉觀察激光灼痕以及暈輪等珠寶外觀形態(tài)準(zhǔn)確性較高。圖1為微分干涉顯微鏡下珠寶外表激光灼痕圖。

2.3 確定寶石外表其他特征

隨著珠寶染色、增色、鍍膜技術(shù)等快速發(fā)展，在珠寶特定部位使用高科技使寶石呈現(xiàn)出不同的顏色。例如：使用納米SiO2覆膜，在寶石表面形成藍(lán)、粉、紫等顏色。切磨寶石局部位置以及表面呈現(xiàn)出水晶鍍膜以及藍(lán)色鍍膜。鑒定人員使用微分干涉顯微鏡可快速觀察到寶石外表是否存在污點(diǎn)、劃痕以及覆膜脫落情況。使用顯微鏡能觀察切磨寶石表面紋理，通過這些紋理了解寶石內(nèi)部變形以及生長(zhǎng)特點(diǎn)等。例如：使用顯微鏡觀察天然鉆石履帶結(jié)構(gòu)、塑形變形產(chǎn)生滑移線，了解寶石生長(zhǎng)歷史條件。當(dāng)前，使用高科技在珠寶上打印人工印記也是珠寶加工形式。使用高能激光束燒灼寶石外表，產(chǎn)生多種人工印記，這些印記在顯微鏡下能夠更容易觀察出來，寶石拋光細(xì)紋也能在顯微鏡下有清晰顯示[3]。表1為微分干涉顯微鏡檢測(cè)過程各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)表。

3? 結(jié)語

總而言之，在珠寶鑒定領(lǐng)域中，應(yīng)用微分干涉原理和棱鏡設(shè)計(jì)出特殊類型顯微鏡，對(duì)天然寶石生產(chǎn)、變形等外貌特征展開精細(xì)觀察，了解寶石外表紋路，染色、覆膜等技術(shù)的應(yīng)用情況，檢驗(yàn)寶石天然與否，因此在珠寶鑒定領(lǐng)域此類顯微鏡的應(yīng)用效果較好。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊緣.現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)在珠寶鑒定領(lǐng)域的運(yùn)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（11）：157-158.

[2] 湯紫薇.現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)在高端珠寶首飾鑒定中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2018（11）：113-114.

[3] 張瑩.微分干涉相稱顯微鏡在棉麻檢測(cè)上的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（15）：29-30.