探析微分干涉显微镜在珠宝鉴定中的应用
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摘 要：珠宝鉴定过程中，使用微分干涉显微镜能够实现无损检测。在显微镜下观察珠宝外观特点，是否存在缺陷。本文对微分干涉显微镜的使用原理进行简单介绍，同时分别从判断宝石生长特点、显示珠宝精细结构、确定宝石外表其他特征、分析宝石成分等方面阐述此显微镜在珠宝鉴定领域内的具体应用，以期为该领域的从事人员提供建议和参考。
关键词：微分干涉显微镜 珠宝鉴定 应用原理
中图分类号：S503 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）11（c）-0067-02
在玉石类珠宝的鉴定过程使用该种显微镜能准确判断彩色宝石外表复合膜存在情况、是否存在人工印记。在金属类珠宝的鉴定中，可观察宝石表面和内部形态。因此，研究此显微镜在珠宝鉴定领域中的应用具有现实意义。
1 微分干涉显微镜应用原理
微分干涉显微镜简称（DICM），属于特殊类型干涉显微镜。应用环节原理为根据观察物内部存在不同的折射率，产生差异化光程。应用此类显微镜主要是将微分干涉镜置于正交偏光镜间，利用滑行器转化微小光程，呈现出不同光强度变化，对物体内部、外表等精细结构展开观察。棱镜将光束进行分解，形成两个不同向二束光，促使光线形成夹角。当光线穿过夹角和物体之间区域时，受到物体外表高度以及材质折射率的影响，导致光束产生光程差。在检偏器作用下，组合垂直光波形成两束具有同样偏振的光束，促使光束之间产生干涉。在调节滑行器的过程中，促使样品结构产生正向、负向投影，产生立体感。使用此类显微镜可观察宝石外表是否存在划痕、破算以及腐蚀等，还能观察内部形态、颜色、分布等特征[1]。
2 微分干涉显微镜鉴定珠宝过程的应用
2.1 判断宝石生长特点
大多数宝石生长过程由于自然环境影响会产生晶体缺陷、条纹、双晶面、包体、滑移面等，这些特征在宝石切磨过程会显示出来。使用微分干涉显微镜可更好地观察宝石晶面以及切磨面等位置存在的精细结构，帮助鉴别人员了解宝石的生长特点与处理之后的特征。进而找出不同缺陷存在的联系，判断出珠宝是天然生长，还是人工合成，同时还能获得珠宝处理之后的纹路特点。
例如，翡翠类珠宝内部为纤维结构，并非单晶体，而是一种复合矿物质，其纤维、颗粒状结构具有翠性，也称反光性。在珠宝鉴定过程，需要鉴别出翡翠质地良好性、做工优良性，才能判断出其价值，使用微分干涉显微镜能够清晰地观察到翡翠的色彩和纹理，掌握其线条构造。通过镜头下显示图案的棱角，以及翡翠光滑面实际精细化程度，使用CCD、CMOS将观察图片扫描下来，将图像高度还原。观察宝石光泽度、棱线尖锐度、平滑度、拼合特点。当在不同倍数下，显微镜中出现“橘皮效应”时，可判断出翡翠为A货，纯天然未经酸洗。当在显微镜头下，观察到翡翠的外表存在酸蚀纹路时，代表翡翠经过人工充胶或者经过酸洗处理[2]。
除此之外，部分宝石在生长过程，内部会存在包裹体，在显微镜放大之后，可判断出宝石种属。例如：月光石当中通常存在像“蜈蚣”形状的包裹体;在橄榄石当中通常存在像“睡莲”状的包裹体，微分干涉镜头下，在可通过以上特征判断宝石的天然性。如果检测出宝石并非天然宝石，还能判断出宝石是否做出填充、染色、覆膜等人工处理。在此显微镜的使用下，鉴别人员可精准判断出宝石生长特征，外观存在的缺陷特点，提高对宝石价值判断的精准性。
2.2 显示珠宝精细结构
在宝石鉴定领域中，对宝石微观形貌的检测十分重要。由于宝石分为天然宝石和人工合成宝石，天然宝石的形貌受到生长环境的影响，人工合成宝石受到处理过程的影响，导致宝石的微观形貌产生变化。使用微分干涉对珠宝精细结构进行检测，可在高精度的条件下分析珠宝石料净度。如：使用显微镜观察钻石表面管状坑、激光钻孔等具有良好的效果。其中管状坑为具有一定深度的线状晶体，从钻石的表面逐渐延伸到其内部。这种结构是宝石在自然中受到天然的腐蚀而造成的。激光钻孔通常是在宝石加工环节，为提高其精度值，利用激光束照射宝石中具有矿物质杂质位置，形成的微小孔洞。经激光照射成孔之后，使用酸性物质将宝石内部的矿物质溶解、漂白等，提升宝石精度。两种结构在形貌特点、错位和辐射斑点等方面存在差异。在显微镜下观察，激光钻孔常为圆形结构，孔外可见晕轮、斑纹、激光灼痕等，显示了激光束形状。通常是激光富含较大能量，导致宝石外表灼伤。而钻孔的直径在几微米，可在显微镜下清晰见到。微分干涉观察激光灼痕以及晕轮等珠宝外观形态准确性较高。图1为微分干涉显微镜下珠宝外表激光灼痕图。
2.3 确定宝石外表其他特征
随着珠宝染色、增色、镀膜技术等快速发展，在珠宝特定部位使用高科技使宝石呈现出不同的颜色。例如：使用纳米SiO2覆膜，在宝石表面形成蓝、粉、紫等颜色。切磨宝石局部位置以及表面呈现出水晶镀膜以及蓝色镀膜。鉴定人员使用微分干涉显微镜可快速观察到宝石外表是否存在污点、划痕以及覆膜脱落情况。使用显微镜能观察切磨宝石表面纹理，通过这些纹理了解宝石内部变形以及生长特点等。例如：使用显微镜观察天然钻石履带结构、塑形变形产生滑移线，了解宝石生长历史条件。当前，使用高科技在珠宝上打印人工印记也是珠宝加工形式。使用高能激光束烧灼宝石外表，产生多种人工印记，这些印记在显微镜下能够更容易观察出来，宝石抛光细纹也能在显微镜下有清晰显示[3]。表1为微分干涉显微镜检测过程各项技术参数表。
3 结语
总而言之，在珠宝鉴定领域中，应用微分干涉原理和棱镜设计出特殊类型显微镜，对天然宝石生产、变形等外貌特征展开精细观察，了解宝石外表纹路，染色、覆膜等技术的应用情况，检驗宝石天然与否，因此在珠宝鉴定领域此类显微镜的应用效果较好。
参考文献
[1] 杨缘.现代测试技术在珠宝鉴定领域的运用[J].科学技术创新，2019（11）：157-158.
[2] 汤紫薇.现代测试技术在高端珠宝首饰鉴定中的应用[J].产业创新研究，2018（11）：113-114.
[3] 张莹.微分干涉相称显微镜在棉麻检测上的应用[J].黑龙江科技信息，2014（15）：29-30.
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