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探究光纤光谱仪在珠宝鉴定中的应用与发展

作者: admin 时间:2018-11-22 来源:未知
摘要:在珠宝鉴定方面,光纤光谱仪由于具有操作性强、速度快以及成本少等优势,体现出较高的应用价值。本文主要在对光纤光谱仪自身结构特点进行分析的基础上,进一步分析该仪器在珠...

  在珠宝鉴定方面,光纤光谱仪由于具有操作性强、速度快以及成本少等优势,体现出较高的应用价值。本文主要在对光纤光谱仪自身结构特点进行分析的基础上,进一步分析该仪器在珠宝鉴定中的实际应用,通过以红蓝宝石、黄紫晶等为鉴定对象,阐述了光纤光谱仪在上述珠宝鉴定中的使用方法,并折射出这一鉴定仪器的应用前景。
 
  前言:珠宝鉴定是保证珠宝质量的主要措施。其中光纤光谱仪在珠宝鉴定方面有较好应用,因此,有必要加强对这一仪器在珠宝鉴定方面的应用方法以及发展前景等研究,以便为珠宝鉴定提供技术支持。通过对光纤光谱仪具体应用实例进行分析,能有效加强人们对这个鉴定仪器的了解,进而发挥其应用效果。
 
  一、光纤光谱仪结构特点阐述
 
  光纤光谱仪中具有的检测器、半导体、光纤以及光栅等结构,在具体作业时功能损耗较少,同时不会造成噪音污染,这一优势主要依靠于仪器内部结构特点。通过分析鉴定仪器结构特点,可保证鉴定方法的合理选择[1]。将光纤技术结合在鉴定仪器中,不需要复杂操作便能实现将测量光谱引进仪器内,所以不同位置和尺寸的测量对象,在鉴定时将不会受到潮湿、电磁干扰等因素的影响,可确保鉴定准确性。另外,仪器中的分光元件能有效防止杂散光对鉴定结果的影响,在提高测量精度上有重要意义。
 
  二、珠宝鉴定中光纤光谱仪的运用及发展分析
 
  (一)应用原理
 
  将光纤光谱仪运用到珠宝鉴定中,主要利用厚度检测、颜色检测以及吸收光谱检测等应用原理。在厚度检测方面,可结合干涉测量原理,利用具备一定分辨率的光纤光谱仪来测量珠宝厚度。将该原理运用在珠宝加工生产过程,能起到保障珠宝质量的作用;在颜色检测上,由于珠宝具有生色基团,在对应的可见光范围内,利用光纤光谱仪来测量珠宝颜色,能对珠宝质量有所掌握。同时可借助反射设备、透射设备等,进行珠宝加工生产中的颜色测量和控制,是保证珠宝颜色质量的有效措施;最后,在吸收光谱测量方面。主要按照比尔-琅勃定律来吸收可见光。如CCD探测器中应用的光谱技术,可吸收指定光。利用该技术,能进一步测定珠宝对应的吸收系数,从而快速获取吸收光光谱。
 
  (二)具体应用分析
 
  为了加深对光纤光谱仪使用方法的了解,现以红蓝宝石、翡翠、黄紫晶为例,通过分析光谱仪在上述珠宝鉴定中的具体运用,进而掌握光纤光谱仪运用技巧。首先,在红蓝宝石鉴定方面。对于红宝石来讲,其鉴定指标主要是光纤透光率及反射光波长,在光纤光谱仪作用下,可测得这些指标,具体检测结果为:波长为714nm的红宝石透光率是85%;波长707nm对应透光率是80%;波长为694nm的光纤其透光率是69%。从上述数据结果中可看出,随着波长增加,红宝石的透光率将有所降低,产生这一情况的主要原因在于红宝石内容包含Cr3+离子,在该离子作用下,将促使不同红宝石对应的吸收光谱特征有所差异。对于不同的Cr3+吸收带来讲,将吸收对应的能量,进而产生相应的吸收峰和波长,在对检测结果和理论值对比分析后,可发现基本一致,说明光纤光谱仪有较好的应用性。而在蓝宝石鉴定中,主要应用原理为根据Fe3+吸收带不同将产生对应的波长和吸收峰,来进一步鉴定珠宝品质[2]。其鉴定原理与红宝石类似,所以在进行蓝宝石鉴定时,可对红宝石鉴定手段作适当调整后加以运用。
 
  其次,在黄紫晶品质鉴定方面。在对其使用光纤光谱仪检测技术时,可看出光纤吸收谱将处于不稳定状态,整体呈现下降态势并逐渐趋于平稳。当波长是443nm时,则光谱吸收度是0.8au,波长是550nm时,对应的吸收度是1au,而随着波长增加至646 nm,吸收度又变为0.8au,表明吸收度将趋于平稳,不会持续升高。其中吸收度较高点对应的波长便被看作是核心吸收带。黄紫晶内含有Fe3+,在经过电磁波辐射后,这一离子将加速运动而形成FeO44+,这时核心吸收带将在吸收其他光纤后产生对应颜色。在利用光纤光谱仪进行黄紫晶鉴定时,需要注意的是鉴定原理主要是根据珠宝中Fe2+差异,获取不同吸收峰。
 
  (三)应用发展
 
  在对光纤光谱仪这一技术运用前景进行分析时,可主要总结出以下几点:首先,光谱仪具有吸收不同波长反射光的效能,例如,在对产生紫外吸收光谱的珠宝而言,可借助该检测方法来选择性吸收可见光,进而进行珠宝品质分析总结。这是光谱仪可应用在珠宝鉴定中的根本依据。而随着对珠宝鉴定精准度要求的提高,光谱仪将实现改进发展,主要体现在借助分光镜来检测宝石的吸收光谱,可做到对光谱的充分吸收。但是由于该设备体积较大,所以目前光纤光谱仪正朝着微小型发展,是鉴定仪器未来发展趋势,可为珠宝鉴定作业提供有效的技术支撑。同时,仪器鉴定精度和速度等方面还有一定的完善空间,是需要技术人员重点关注的内容。其次,光纤光谱仪的应用发展还体现在波长覆盖范围以及分辨率的完善上,通过增加光谱仪的波长分析功能,可进一步提高光纤光谱仪使用价值。例如,在实际操作中,将进行阶梯光栅的改良,从而获取高分辨率的光谱图。最后,光纤光谱仪主要是利用多种加工技术,使得光谱仪能满足不同珠宝鉴定需求。在鉴定精确度要求不断提高的背景下,微型化以及智能化将势必成为光谱仪主要研究内容。其中微型传感技术便在鉴定仪器设计中有重要应用,随着高新技术的发展,将为光纤光谱仪未来发展创造有利條件。
 
  结论:综上所述,光纤光谱仪主要是在传统光谱仪基础上,针对仪器结构进行创新设计后得到的一种先进的鉴定仪器,与以往鉴定技术相比,具有成本低、重量轻、鉴定结果精准的特点,可对珠宝质量进行全面鉴定。在实际应用该鉴定方法时,要做到对光谱仪在颜色测定、厚度测定等方面的鉴定原理有所掌握,并能根据珠宝类型选择适当的鉴定方式,是发挥光谱仪在珠宝品质鉴定上应用价值的关键。

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