钻石认证工艺以及用于钻石认证工艺的系统技术方案

本发明专利技术提供了一种确定未知类型的钻石的类型的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)以NV

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻石认证工艺以及用于钻石认证工艺的系统


[0001]本专利技术涉及一种用于确定钻石的属性的工艺和系统。特别地，本专利技术提供了一种用于认证和确定钻石的类型的工艺。

技术介绍

[0002]众所周知，钻石通常被认为是奢侈品，并且通常用于奢侈货品，诸如珠宝首饰，并且通常被认为有非常高的价值。因此，随着关于合成钻石以及其制造的新技术的兴起，钻石认证变得越来越重要。
[0003]天然钻石通常被认为是稀有物品，并且据报道，天然钻石形成于几百万到3.5亿年前，并且与地球一起形成，并且据报道，天然钻石形成于地球的表面之下150到250公里的深处。
[0004]众所周知，钻石的净度、切割、克拉和颜色都会影响钻石的价值。价值较高的钻石通常是颜色很少或没有可辨别的颜色(通常是淡黄色)并且净度较高(即钻石的主体中可见的缺陷或夹杂物较少)的钻石。
[0005]近年来，合成或非天然钻石已经被生产出来，它们是在实验室中形成或生长的，而且是人造的，是在受控的实验室环境中制造出来的，据称该实验室环境反映钻石在自然界中形成所需的条件。制造人造钻石有两种工艺，即化学气相沉积(CVD钻石)和高压高处理(HPHT钻石)。
[0006]CVD(化学气相沉积)钻石是实验室制造的钻石，它是通过化学气相沉积的工艺制造的。这种方法通常用于较大的石头。
[0007]HPHT(高压高温度)钻石是实验室制造的钻石，与被称为高压高处理的工艺一起使用。HPHT主要用于小钻石粒，而不是通常用于较大的石头。
[0008]实验室制造的钻石被认为是真正的钻石，并且由矿物构成，该矿物由在等距系统中结晶的纯碳组成，并且差别对肉眼来说是难以分辨的，而且在放大后几乎是不可能的。
[0009]这种合成形成的钻石被认为是“真正的”，并且评级机构可以对天然钻石发布一份报告并且对实验室制造的钻石发布单独的报告。两份报告都对切割、精度、颜色和克拉提供了完整的4C评估。所有的钻石都经过同样严格的评级工艺。
[0010]非天然(即实验室制造的)钻石通常经济价值较低，并且可以被认为是非真品或至少是非传统的。
[0011]作为天然钻石价值的一部分，年龄(数百万年或十亿年)以及每颗钻石之间的稀缺性和独特性推动了这类钻石的价值。进一步地，钻石的历史也可能有助于其价值，并且至少当钻石被赠与或在家庭中代代相传时，有助于情感价值。
[0012]毫不奇怪，高质量的合成形成的钻石(诸如CVP钻石和HPHT钻石)的出现，已经对钻石行业产生了重大影响。
[0013]曾经有合成钻石代替天然钻石的实例，这是欺诈活动的部分，而且真正的所有者并不知道这种欺骗。
[0014]有许多高质量的合成钻石被冒充成真正的钻石卖给客户，或在购买和收藏之间有完整文件的真正钻石被合成钻石代替的实例。
[0015]传统上，光学方法，诸如傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱学，已被用来寻求有效地区分天然钻石和合成钻石。
[0016]然而，由于近年来CVD和HPHT技术在合成钻石方面的巨大进步，使得识别不同类型的钻石变得越来越困难。
[0017]此外，一些低等级的天然钻石甚至可以用HPHT处理成高等级钻石，从而改变钻石的价值，而代表钻石自然存在于该等级。
[0018]因此，确定钻石的类型(即天然和未改性钻石)的钻石认证，相对于合成或改性天然钻石，已经变得越来越困难，并且现有的确定钻石类型的工艺越来越不可靠和不确定，在不久的将来将不可避免地过时。因此，需要新的方法来识别天然、合成和处理过的钻石。
[0019]专利技术目的
[0020]本专利技术的目的是提供一种用于对钻石和钻石的类型进行认证的工艺和系统，这克服或至少部分地改善了与现有技术相关联的至少一些缺陷。

技术实现思路

[0021]在第一方面中，本专利技术提供了一种用于确定钻石的类型的工艺，所述工艺包括以下步骤：
[0022](i)确定未知类型的钻石的自旋属性，使用光学检测到的磁共振来测量所述未知类型的钻石的自旋属性，其中，自旋反映钻石的物理属性；
[0023](ii)将所述未知类型钻石的自旋属性与多个已知类型的钻石的自旋属性进行比较；以及
[0024](iii)基于在所述未知的钻石的自旋属性与所述多个已知类型的钻石中的已知类型的钻石的自旋属性之间的相关性的预定阈值，确定所述未知类型的钻石的类型。
[0025]自旋属性包括共振频率、展宽和自旋寿命。
[0026]物理属性包括夹杂物、缺陷、结晶度不一致、晶格变形、内部应力、内部应力、杂质和均匀性。
[0027]工艺可以包括使用荧光显微镜。
[0028]钻石的类型包括天然钻石、化学气相沉积(CVD)合成钻石、高压高温度(HPHT)合成钻石和经处理的天然钻石。
[0029]钻石可以是合成钻石，诸如CVD或HPHT钻石，或其组合。
[0030]钻石可以是经处理的钻石，该钻石通过HPHT或CVD或其组合来处理。
[0031]在第一方面中，本专利技术提供了一种用于确定钻石的类型的系统，所述系统包括：
[0032]磁场生成器，用于对未知类型的钻石施加磁场；
[0033]微波频率生成器，用于对所述钻石施加可变微波频率；
[0034]激发激光模块，用于对所述钻石施加激光输入信号，其中，所述激发激光模块激发钻石内的NV
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中心或其他C中心；以及
[0035]荧光检测器，用于在微波生成器的整个频率范围内，检测和获取来自钻石的所述NV
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中心或其他C中心的荧光的强度，
[0036]系统可以进一步包括：处理器模块，该处理器模块用于接收来自荧光检测器的光强度和微波频率数据；以及输出模块，该输出模块用于提供指示所述钻石的钻石类型的输出信号，其中，基于在光强度相对于所述未知类型的钻石的微波频率特性与光强度相对于多个已知类型的钻石中的已知钻石的微波频率特性之间的相关性的预定阈值，所述输出模块提供指示所述钻石的类型的信号。
[0037]钻石的类型可以是天然钻石化学气相沉积(CVD)合成钻石、高压高温度(HPHT)合成钻石和经处理的天然钻石。
[0038]荧光检测器可以是荧光显微镜，并且进一步包括物镜，并且可以包括聚焦稳定器。
[0039]荧光显微镜可以在样品扫描模式或激光扫描模式下操作。
[0040]激发激光模块可以由波长为例如514nm或532nm的连续波绿色激光构成，其配备有用于控制激光功率的线性偏光器和半波片。
[0041]系统可以进一步包括样品台，该样品台由用于实现样品扫描的XYZ 3
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轴压电台和XYZ 3
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轴电动机械台构成。
[0042]系统可以进一步包括样品保持器，其中，所述微波频率生成器供应商是用于将切割的钻石与微波发射器结合的保持器。
[0043]系统可以包括两个物镜，这两个物镜是用于将激光照射到钻石上并且收集所得荧光的干空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定钻石的类型的工艺，所述工艺包括以下步骤：(i)确定未知类型的钻石的自旋属性，使用光学检测到的磁共振来测量所述未知类型的钻石的自旋属性，其中，所述自旋反映所述钻石的物理属性；(ii)将所述未知钻石的自旋属性与多个已知类型的钻石的自旋属性进行比较；以及(iii)基于在所述未知类型的钻石的所述自旋属性与所述多个已知类型的钻石中的已知类型的钻石的自旋属性之间的相关性的预定阈值，确定所述未知类型的钻石的所述类型。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述自旋属性包括共振频率、展宽、自旋寿命或其组合。3.根据权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中，所述物理属性包括夹杂物、缺陷、结晶度不一致、晶格变形、内部应力、内部应力、杂质和均匀性。4.根据前述权利要求中的任一项所述的工艺，其中，所述工艺包括使用荧光显微镜。5.根据前述权利要求中的任一项所述的工艺，其中，所述钻石的类型是天然钻石化学气相沉积(CVD)合成钻石、高压高温度(HPHT)合成钻石和经处理的天然钻石。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的工艺，其中，所述钻石是合成钻石。7.根据权利要求6所述的工艺，其中，所述钻石是CVD、或HPHT钻石或其组合。8.根据权利要求1至4中的任一项所述的工艺，其中，所述钻石是通过HPHT或CVD或其组合所处理过的经处理的钻石。9.一种用于确定钻石的类型的系统，所述系统包括：磁场生成器，所述磁场生成器用于对未知类型的钻石施加磁场；微波频率生成器，所述微波频率生成器用于对所述钻石施加可变微波频率；激发激光模块，所述激发激光模块用于对所述钻石施加激光输入信号，其中，所述激发激光模块激发所述钻石内的NV
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中心或其他C中心；以及荧光检测器，所述荧光检测器用于在所述微波生成器的整个频率范围内，检测和获取来自所述钻石的所述NV
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中心或其他C中心的荧光的强度。10.根据权利要求9所述的系统，所述系统进一步包括：处理器模块，所述处理器模块用于接收来自所述荧光检测器的光强度和微波频率数据；以及输出模块，所述输出模块用于提供指示所述钻石的所述钻石类型的输出信号，其中，基于在光强度相对于所述未知类型的钻石的微波频率特性与光强度相对于多个已知类型的钻石中的已知钻石的微波频率特性之间的相关性的预定阈值，所述输出模块提供指示所述钻石的类型的信号。11.根据权利要求9或权利要求10所述的系统，其中，
所述钻石的类型是天然钻石化学气相沉积(CVD)合成钻石、高压高温度(HPHT)合成钻石和经处理的天然钻石。12.根据权利要求9至11中的任一项所述的系统，其中，所述荧光检测器是荧光显微镜，并且进一步包括物镜和聚焦稳定器。13.根据权利要求9至12中的任一项所述的系统，所述荧光显微镜能够在样品扫描模式或激光扫描模式下来被操作。14.根据权利要求9至13中的任一项所述的系统，其中，所述激发激光模块由波长为例如514nm或532nm的连续波绿色激光构成，其配备有用于控制激光功率的线性偏光器和半波片。15.根据权利要求9至14中的任一项所述的系统，所述系统进一步包括：样品台，所述样品台由用于实现样品扫描的XYZ 3
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轴压电台和XYZ 3
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轴电动机械台构成。16.根据权利要求9至15中的任一项所述的系统，所述系统进一步包括：样品保持器，所述微波频率生成器供应商是用于将切割的钻石与微波发射器结合的保持器。17.根据权利要求12所述的系统，其中，存在两个物镜，该两个物镜是用于将激光照射到钻石上并且收集所得荧光的油浸物镜和干空气浸没物镜。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑家荣，姚囿全，陈江，沈镇康，程娟，许冠中，
申请(专利权)人：金展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：