珠宝玉石鉴定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及珠宝玉石检测技术领域，尤其涉及一种利用拉曼光谱技术来对珠宝玉 石进行鉴定的方法。
【背景技术】
[0002] 随着物质文化生活的提高，人们对珠宝玉石的需求日益增多，促进了珠宝玉石市 场的繁荣发展，然而，随着珠宝玉石市场的扩大，各种各样的人工宝石干扰了市场的正常发 展，各种W假乱真、W次充好的现象层出不穷。对于珠宝玉石的鉴定，显得越来越重要。传 统的珠宝玉石的鉴定方法包括放大镜观测、硬度测定、折光率测定W及显微镜观测等，该些 方法参数单一、精确度低、不能对物质进行唯一性识别，同时，该些技术很大程度上依赖于 鉴定人员的知识积累与经验。一些新型的珠宝玉石鉴定方法包括热反应、化学反应、摩氏硬 度、热导性、红外，紫外可见、X射线衍射分析等，该些方法中要么对被测样品具有破坏性，不 适宜对珠宝玉石的无损检测；要么具有仪器贵重、可移动性差、维护精细复杂，并且操作复 杂，不适宜进行微区分析等缺点，因此，需要一种操作简单，结果准确的设备和方法应用于 珠宝玉石的鉴定。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种利用拉曼光谱测量的珠宝玉石鉴定方法及设备，其能够 快速、高效、准确地鉴定待测样品的真伪。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案通过W下方式来实现：
[0005] 根据本发明的第一方面，提供一种珠宝玉石鉴定方法，包括W下步骤：
[0006] (a)将一待测样品放置到载物台的承载表面上的一出光孔处，利用位于承载表面 下方的光学探头将激发光通过所述出光孔发射到所述待测样品上并收集来自待测样品的 拉曼光；
[0007] (b)由所收集到的待测样品的拉曼光获得待测样品的拉曼光谱曲线；W及
[0008] (C)将该拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对比W对待测样品进 行鉴定。
[0009] 进一步地，所述珠宝玉石鉴定方法在上述步骤（a)之前还可W包括W下步骤：
[0010] (0)对已知成分的珠宝玉石样品的拉曼光谱和/或伪仿品的拉曼光谱进行测量W 获得标准拉曼光谱从而建立标准拉曼光谱图库。
[0011] 更进一步地，所述珠宝玉石鉴定方法还可W包括：
[0012] (d)将另一待测样品放置到载物台的承载表面上的另一出光孔处，将载物台相对 于光学探头在水平方向上移动使得所述光学探头将激发光通过承载表面上的所述另一出 光孔发射到所述另一待测样品上并收集来自所述另一待测样品的拉曼光；
[0013] (e)由所收集到的所述另一待测样品的拉曼光获得所述另一待测样品的拉曼光谱 曲线；W及
[0014] (f)将所述另一待测样品的拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对 比W对所述另一待测样品进行鉴定。
[0015] 进一步地，所述步骤（C)还可W包括：
[0016] (cl)计算所述拉曼光谱曲线与标准拉曼光谱图库中的标准拉曼光谱曲线的相似 度。
[0017] 具体地，所述相似度可W定义成
[0018]
【主权项】
1. 一种珠宝玉石鉴定方法，包括以下步骤： (a) 将一待测样品放置到载物台的承载表面上的一出光孔处，利用位于承载表面下方 的光学探头将激发光通过所述出光孔发射到所述待测样品上并收集来自待测样品的拉曼 光； (b) 由所收集到的待测样品的拉曼光获得待测样品的拉曼光谱曲线；以及 (c) 将该拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对比以对待测样品进行鉴 定。
2. 根据权利要求1所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，在上述步骤（a)之前还包括 以下步骤： (〇)对已知成分的珠宝玉石样品的拉曼光谱和/或伪仿品的拉曼光谱进行测量以获得 标准拉曼光谱从而建立标准拉曼光谱图库。
3. 根据权利要求1或2所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，还包括： (d) 将另一待测样品放置到载物台的承载表面上的另一出光孔处，将载物台相对于光 学探头在水平方向上移动使得所述光学探头将激发光通过承载表面上的所述另一出光孔 发射到所述另一待测样品上并收集来自所述另一待测样品的拉曼光； (e) 由所收集到的所述另一待测样品的拉曼光获得所述另一待测样品的拉曼光谱曲 线；以及 (f) 将所述另一待测样品的拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对比以 对所述另一待测样品进行鉴定。
4. 根据权利要求1或2所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，所述步骤（c)包括： (cl)计算所述拉曼光谱曲线与标准拉曼光谱图库中的标准拉曼光谱曲线的相似度。
5. 根据权利要求4所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，所述相似度定义成
其中A(X)为待测样品的拉曼光谱曲线函数，B(X)为标准拉曼光谱曲线函数。
6. 根据权利要求4所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，所述相似度定义成
其中A(X)为待测样品的拉曼光谱曲线函数，B(X)为标准拉曼光谱曲线函数，A1, A2，… ，An以及B1, B2，…，Bn分别为A(X)和B (X)的η个采样点。
7. 根据权利要求4所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，所述相似度定义成
其中A(x)为待测样品的拉曼光谱曲线函数，B(x)为标准拉曼光谱曲线函数，A1, A2，… ，An以及B1, B2，…，Bn分别为A(X)和B (X)的η个采样点。
8. 根据权利要求4所述的珠宝玉石鉴定方法，其特征在于，所述步骤（c)在步骤（cl) 之前还包括： (cOl)从所述拉曼光谱曲线中搜索一个或更多个特征峰； (c02)计算所搜索到的特征峰的峰位与峰宽，并将所述峰位与峰宽与标准拉曼光谱曲 线中的特征峰的峰位与峰宽对比以对需要在步骤（cl)中进行计算的标准拉曼光谱曲线进 行预筛选。
9. 一种珠宝玉石鉴定设备，包括： 载物台，所述载物台具有用于将待测样品承载于其上的承载表面，所述承载表面设有 一个或更多个出光孔，所述出光孔对应于一个或更多个测量位置； 光学探头，所述光学探头位于所述承载表面下方，用于将激发光从所述承载表面下方 通过所述出光孔中的一个发射到其所对应的测量位置和从该测量位置收集来自待测样品 的拉曼光；和 数据处理装置，所述数据处理装置用于根据光学探头收集到的拉曼光生成拉曼光谱曲 线并将该拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对比以对待测样品进行鉴定。
10. 根据权利要求9所述的珠宝玉石鉴定设备，还包括防护挡板和承载防护挡板的滑 轨，所述防护挡板位于所述承载表面上方并能够沿所述滑轨在坚直方向上滑移。
11. 根据权利要求9所述的珠宝玉石鉴定设备，其特征在于，所述出光孔的直径是可缩 放的。
12. 根据权利要求9-11中任一项所述的珠宝玉石鉴定设备，其特征在于，所述承载表 面具有第一出光孔和第二出光孔，分别对应于第一测量位置和第二测量位置，所述载物台 能够相对于光学探头在水平方向上移动使得所述光学探头所对应的测量位置在第一测量 位置和第二测量位置之间切换。
【专利摘要】本发明公开了一种珠宝玉石鉴定方法及设备，所述方法包括以下步骤：（a）将一待测样品放置到载物台的承载表面上的一出光孔处，利用位于承载表面下方的光学探头将激发光通过所述出光孔发射到所述待测样品上并收集来自待测样品的拉曼光；（b）由所收集到的待测样品的拉曼光获得待测样品的拉曼光谱曲线；以及（c）将该拉曼光谱曲线与珠宝玉石的标准拉曼光谱图库进行对比以对待测样品进行鉴定。所述方法及设备可以实现对于珠宝玉石样品的高效、简便和准确的鉴定。
【IPC分类】G01N21-65
【公开号】CN104749158
【申请号】CN201310741368
【发明人】赵自然, 张丽, 耿莹莹, 王红球, 易裕民
【申请人】同方威视技术股份有限公司, 清华大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】DE102014226451A1, US20150185155, WO2015096780A1