螢光光譜於鑽石鑑定之應用

鑽石依來源與形成方式，可分為天然鑽石、培育鑽石及仿鑽等類型。隨著人工培育技術發展，HPHT（高溫高壓法）與 CVD（化學氣相沉積法）培育鑽石在外觀及部分物理特性上與天然鑽石相近，因此僅依靠外觀觀察並不容易進行辨別。

不同類型的鑽石因形成環境、生長方式、內部雜質與晶格缺陷等差異，在特定波長光源激發下可能呈現不同的發光光譜特徵。透過螢光與光致發光（Photoluminescence, PL）光譜量測，可取得不同鑽石的發光訊號與特徵峰資訊，作為天然鑽石、培育鑽石及處理鑽石分析與研究的參考。

鑽石可依來源區分為天然鑽石與人工培育鑽石。天然鑽石形成於自然地質環境；人工培育鑽石則是在實驗室中模擬鑽石形成條件，目前常見的製備方式包括 HPHT 高溫高壓法與 CVD 化學氣相沉積法。

此外，市面上亦存在外觀近似鑽石的仿鑽材料，例如二氧化鋯（Cubic Zirconia, CZ）及碳化矽（Moissanite）等。這類材料在化學組成及晶體結構上與鑽石不同，因此並不屬於真正的鑽石。

圖1　鑽石種類與合成方式分類示意圖

當鑽石受到紫外光或特定波長光源激發時，材料吸收能量後可能產生發光現象。激發期間所觀察到的發光可呈現螢光特性；部分鑽石在激發光源關閉後仍可能持續發光，則可觀察到磷光現象。

天然鑽石、培育鑽石及經人工處理的鑽石，其內部雜質、晶格缺陷與形成條件可能有所不同，因此可能呈現不同的螢光與磷光特性。

透過螢光或磷光現象可取得鑽石鑑別的初步資訊，但僅依靠肉眼觀察仍可能產生誤判。若進一步利用光譜儀記錄發光訊號，即可分析其波長分布與特徵峰，取得更完整的光譜資訊。

光致發光（Photoluminescence, PL）是材料吸收特定波長的光能後，經由能階躍遷而產生光輻射的現象。

應用於鑽石分析時，可使用特定波長的雷射作為激發光源，使鑽石產生光致發光訊號，再利用光譜儀記錄其發光光譜。

不同類型鑽石可能因內部雜質、缺陷中心及晶體結構等差異，而呈現不同的光譜特徵。透過分析光譜中的特徵峰位置、強度與光譜分布，可作為不同鑽石樣品定性分析與比較的參考依據。

以 405nm 雷射作為激發光源，可量測不同類型鑽石受激發後產生的光致發光光譜，並依據其發光光譜特徵進行定性分析。此方法可應用於 Type Ib 黃色鑽石、Type Ia 天然鑽石、Type IIa 天然鑽石，以及 HPHT、CVD 等不同類型鑽石的光譜分析。

不同鑽石樣品可能呈現不同的發光特徵。例如部分天然鑽石可觀察到約 415nm 的發光特徵，而部分 HPHT 處理或特定類型鑽石則可能在約 575nm、637nm、882nm 等位置呈現不同的光譜特徵。

因此，相較於單純觀察鑽石是否產生可見螢光，利用光譜儀記錄完整的發光光譜，可進一步取得特徵峰位置及光譜分布等資訊，提供鑽石分析與研究更多參考依據。

Note: 實際光譜特徵可能受到鑽石類型、雜質、缺陷、處理方式及量測條件等因素影響，因此鑽石鑑定不宜僅依單一特徵峰進行判定。

LIFS405 螢光光譜系統採用 405 nm 雷射作為激發光源，可用於鑽石等寶石材料的光致發光光譜量測。透過量測樣品受激發後產生的發光訊號，可取得不同鑽石樣品的光譜分布與特徵峰資訊，適用於天然鑽石、培育鑽石及不同類型鑽石的快速定性分析與研究。

系統特點

天然鑽石、培育鑽石及經人工處理的鑽石，可能因形成方式、雜質與晶格缺陷不同而呈現不同的發光特性。螢光與光致發光光譜可透過特定波長光源激發樣品，記錄其發光光譜與特徵峰，提供鑽石分析與研究所需的光譜資訊。

相較於僅以肉眼觀察螢光或磷光現象，光譜量測能進一步取得波長、強度及光譜分布資訊，可作為天然鑽石、培育鑽石及處理鑽石辨識與光學特性研究的輔助分析方法。

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