萊森光學(xué)（深圳）有限公司
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閱讀：849發(fā)布時(shí)間：2022-10-6
本文主要內(nèi)容是利用便攜式地物光譜儀，采集十余種不同類(lèi)型實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證定名過(guò)的寶玉石的反射率光譜數(shù)據(jù)，研究可見(jiàn)光-近紅外-短波紅外波段寶玉石材質(zhì)光譜特征，并使用包絡(luò)線去除方法對(duì)其光譜波形與吸收特征波長(zhǎng)進(jìn)行分析，對(duì)不同類(lèi)型寶玉石材質(zhì)的光譜特征進(jìn)行總結(jié)。
前文已分析了一系列的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)寶石，這次我們來(lái)了解有機(jī)類(lèi)寶石。何為有機(jī)類(lèi)寶石？有機(jī)寶石礦物是由古代生物和現(xiàn)代生物作用所形成的符合寶石工藝要求的有機(jī)礦物或有機(jī)寶石。是來(lái)自于含有有機(jī)材料，皆由生物所衍生的，無(wú)法人工合成。天然有機(jī)寶石高雅溫馨、光彩迷人。
一、實(shí)驗(yàn)方法
首先，先用記號(hào)筆標(biāo)定樣品中心點(diǎn)及周?chē)舷伦笥宜狞c(diǎn)，擺放樣品時(shí)以４個(gè)點(diǎn)的中心為基準(zhǔn)。采用了普通的鼠標(biāo)墊黑色面作為背景。然后，進(jìn)行白板對(duì)照測(cè)量。接下來(lái)我們便開(kāi)始利用儀器觀測(cè)樣品。觀測(cè)寶石光譜與觀測(cè)白板方法差別不大，但是要避免觀測(cè)反射率過(guò)強(qiáng)的區(qū)域。下圖為本次實(shí)驗(yàn)方法示意圖。
二、有機(jī)寶石
琥珀是一種常見(jiàn)的有機(jī)寶石文物，其中只有半透明至不透明的琥珀叫做蜜蠟。也是一種珍貴的有機(jī)寶石。有機(jī)寶石近紅外光譜以氨基酸的倍頻，組合頻為主。從分析光譜圖(圖14，圖15)，可以看出琥珀與蜜蠟的反射率光譜基本相同。琥珀在1390nm與1415nm為N-H伸縮振動(dòng)的一級(jí)倍頻，蜜蠟則在1401nm處。琥珀在1195nm處吸收峰為-CH2伸縮振動(dòng)的二級(jí)倍頻，也可能是-CH3與-CH2伸縮振動(dòng)的二級(jí)倍頻合并為一個(gè)吸收峰，蜜蠟則在1202nm處。整體識(shí)別區(qū)間在800~1600nm區(qū)間，這與無(wú)機(jī)礦石有明顯區(qū)別。
有機(jī)物類(lèi)寶石主要特征如下表5。
三?總結(jié)
利用便攜式地物光譜儀，可觀測(cè)得到不同類(lèi)型的寶玉石的可見(jiàn)光—近紅外—短波紅外波段光譜，不僅可以用于區(qū)分出無(wú)機(jī)鹽，氧化物，有機(jī)物寶玉石種類(lèi)，更可用于各個(gè)寶玉石的精細(xì)鑒別，為高光譜技術(shù)在寶玉石種類(lèi)，品質(zhì)研究中打下基礎(chǔ)。研究得到以下結(jié)論：
1、
大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)寶玉石在研究波段均存在水的特征吸收峰，其中水的形式主要為吸附水?羥基以及羥基與陽(yáng)離子結(jié)合的形式存在。其中，透閃石，堇青石，方解石在1900nm左右存在吸附水的特征吸收峰。羥基與陽(yáng)離子結(jié)合水的形式在大部分硅酸鹽礦物中均有存在。另外，各類(lèi)無(wú)機(jī)鹽寶玉石均有各自的特征基團(tuán)吸收峰:硅酸鹽類(lèi)寶玉石在2000~2300nm均存在硅氧鍵的吸收峰。碳酸鹽寶玉石在2336nm處有較明顯的碳酸根吸收峰，磷酸鹽寶玉石在2000nm處含有磷酸根吸收峰。
2、
氧化物寶玉石由于不含有羥基與吸附水，光譜特征主要集中于400~1100nm處，主要體現(xiàn)在過(guò)渡陽(yáng)離子的部分。所測(cè)紅寶石在650nm處的高反射峰是兩種陽(yáng)離子疊加躍遷形成的。藍(lán)寶石光譜在580~720nm也存在三價(jià)鐵離子特征。尖晶石在480~1100nm區(qū)間也存在Fe3+吸收峰的典型特征。
3、
有機(jī)寶石特征以有機(jī)鍵氨基的倍頻，合頻為主，波譜形狀相似，但是特征吸收峰各有特點(diǎn)。琥珀與蜜蠟在1200nm，1400nm左右處均存在強(qiáng)吸收峰，可作為有機(jī)寶石與無(wú)機(jī)寶石區(qū)分依據(jù)。琥珀在1400nm左右有強(qiáng)吸收峰為中心的兩個(gè)較弱肩峰是N-H伸縮振動(dòng)的一級(jí)倍頻，而蜜蠟在此處無(wú)肩峰。
雖然利用便攜式地物光譜儀對(duì)無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，氧化物類(lèi)，有機(jī)物類(lèi)寶玉石進(jìn)行了光譜分析，但是寶玉石種類(lèi)繁多，目前數(shù)據(jù)集并不*，需要建立更*的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，在本研究基礎(chǔ)上，可以結(jié)合成像光譜儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)寶玉石樣本光譜與空間維度的快速觀測(cè)，進(jìn)一步提高鑒別精度。
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