光學及光譜知識

光譜技術應用於珠寶、古代文物研究

前言

    螢光光譜在鑽石真偽鑑定之領域已經卓有成效,可以利用天然鑽石與合成鑽石的光至發光特性對其進行辨別;而拉曼光譜技術在古代文物和藝術品研究的領域,已經成為一種有效且可靠的研究方法,可研究的項目十分廣泛,包括陶瓷、繪畫書稿、金屬氧化物、紡織品、顏料、膠結物及珠寶飾品等。
 
註: 膠結物指成岩期在岩石顆粒之間起粘結作用的化學沉澱物引。

    

 


螢光光譜

  • 鑽石鑑定

    寶玉石長久以來代表著尊貴與身分,一直受人們追捧。常見的寶玉石有鑽石、瑪瑙、紅/藍寶石、和闐玉、翡翠等,大多數都價值不斐。珍貴的寶玉石皆屬於天然產生,本身有品質優劣之分,由於具有巨大的商業利益,市面上也充斥著各種假劣的珠寶玉石。


 


螢光效應 
在深紫外光的激發下,鑽石等寶石材料會吸收能量而產生發光現象,此現象即稱為螢光效應。當激發光源關閉後,有一些材料會持續發光的現象,我們稱之為磷光。通過磷光可以初步辨別天然鑽石和合成鑽石,但仍然會有誤判。因此我們需要更加可靠的鑑定方式。
 










原理  
光至發光,不同類型鑽石在受雷射光激發後會有不同的發光效應。根據各類型的鑽石被405nm雷射光激發後的發光光譜進行定性分析。

LIFS405
光譜儀應用
辨別TYPE IB小顆粒黃色鑽石、TYPE IA天然鑽石、TYPE IIA天然鑽石以及HTHP鑽石、CVD鑽石等。天然鑽石大部分都是在415nm出現強峰,而HTHP處理的II型鑽石在575nm、637nm、882nm處出現強峰,與天然鑽石有明顯差異。


拉曼光譜

  • 彩繪文物顏料鑑定

 
         中國古代藝術品使用的顏料成分複雜,融合了古代人民對自然的探索、理解與創造。拉曼光譜技術可以對顏料的成分、工藝、年代等訊息進行探索研究,豐富了對古代藝術品的研究方法,使製作工藝的分析更加全面,對於進一步發掘古代藝術品的繪畫技術與藝術價值、修復史以及後期保護修復具有重要意義。
 
 
    
                                    顏料鑑定示意圖
 
  • 寶石鑑定

         寶石鑑定中,常規的無損檢測方式有紅外光譜分析、寶石顯微鏡、折射儀、分光鏡…等,但這些方法對於辨別一些與稀有的天然寶石的顏色、折射率等寶石學特徵相似的仿製品,特別是內部潔淨無明顯包體特徵的合成寶石,以及辨別某些經過人工合成及處理的寶石具有侷限性,一些技術難點無法很好地解決;拉曼光譜法作為一種新興的分析技術在該領域體現出明顯優勢。
 
 
 

 
檢測設備
型號
LIFS405雷射誘導
螢光光譜儀
EVA3000PLUS
手持式拉曼光譜儀
顯微拉曼/螢光光譜系統
產品照
特點
• 高靈敏度
儀器穩定
可搭配顯微系統使用
手持式設計可以檢測壁畫
譜庫完整、覆蓋範圍廣
透明、半透明包裝無須採樣
多通道、可搭配405, 532, 785nm光譜儀
可觀察珠寶表面型態
有可攜式版本,方便外出攜帶
激發波長
405nm
785nm/830nm
785nm, 405nm, 532nm,
633nm, 830nm, 1064nm
光譜範圍
420-1000cm-1
200-3100cm-1/
200-2500cm-1
視不同拉曼模組不同
適用領域
適用於鑽石等寶石的快速定性辨識
適用於珠寶、文物、壁畫等快速無損檢測
適用於寶石形貌、性質與包裹體等顯微分析