使用拉曼光谱进行宝石分析
在中国传统的宝石分析方法包括划痕试验，紫外线试验，雾化试验，电导率试验，放大镜试验，透明度试验，热试验和密度试验。必须仔细进行划痕测试和热测试，因为它们可能会损坏宝石; 可以使用电导率测试和诸如UV光测试和折射率测试的光学方法以及检测自然光，白炽灯和荧光之间的颜色变化的方法进行非破坏性分析。折射率（RI）测试可用于区分天然和合成蓝宝石。甲折射计可以测量透明石的RI来确定光学透明石内的光路发散的程度。每个光学透明宝石都有自己的RI值，表示质量。许多实验室使用紫外线诱发的荧光辐射来鉴别合成石，因为它们表现出异常荧光。合成橙色蓝宝石的例外是，因为天然橙色蓝宝石本身是高度荧光的，并且不容易与合成产品区分开。光学测试方法可能仅适用于光学透明或部分透明的宝石，二次离子质谱（SIMS）是昂贵的，工程化的，需要专业知识。此外，上述方法不能确定宝石的化学性质和起源。因为天然橙色蓝宝石本身是高度荧光的，并且不容易与合成产品区分开。光学测试方法可能仅适用于光学透明或部分透明的宝石，二次离子质谱（SIMS）是昂贵的，工程化的，需要专业知识。此外，上述方法不能确定宝石的化学性质和起源。因为天然橙色蓝宝石本身是高度荧光的，并且不容易与合成产品区分开。光学测试方法可能仅适用于光学透明或部分透明的宝石，二次离子质谱（SIMS）是昂贵的，工程化的，需要专业知识。此外，上述方法不能确定宝石的化学性质和起源。
作为上述测试方法的替代方案，拉曼光谱是非破坏性的，极快的，成本低的。它也对具有很少或没有天然偶极运动的高对称共价键敏感。拉曼指纹允许宝石学家根据与不同来源的宝石的谱图谱的拉曼光谱ID比较来识别宝石的化学特性和起源。拉曼光谱仪为所有类型的含硼酸盐，碳酸盐，卤化物，天然元素，氧化物，磷酸盐，硅酸盐，硫酸盐和硫化物的矿物产生精确和独特的光谱。
如图1所示，金刚石具有碳 - 碳振动拉曼光谱，其在1332cm -1处显示单个拉曼位移，这证实了纯金刚石的真实性。硅晶片在520cm -1处具有特征拉曼位移。300 cm -1的拉曼位移表示宝石是锗。
图1 - 用于金刚石，硅和锗的拉曼位移的光谱比较。
经过0.1秒扫描，GemScan 1350拉曼光谱仪和数据比较软件可以识别用于光谱指纹图谱的宝石或矿物。镧组分SiO 2，Al 2 O 3，Cr 2 O 3，Fe 2 O 3，MgO，CaO和Na 2 O 的化学成分的拉曼光谱指纹具有300cm -1和1100cm -1之间的特征拉曼光谱。A型玉，树脂填充型B玉和石英的比较如图2所示。金刚石，莫桑石和石英之间的独特拉曼光谱差异如图3所示，而天然红珊瑚和染色珊瑚之间的光谱差异如图4所示。图4中的红色迹线表示存在类胡萝卜素和鹦鹉螺; 染色的珊瑚（蓝色痕迹）中缺少这两种天然色素。
图2 - 天然A型玉，树脂填充型B玉和石英的拉曼光谱比较。
图3 -inavia共焦拉曼显微镜测量的金刚石，莫桑岩和石英的拉曼光谱
图4 - 天然红珊瑚与染色珊瑚之间的光谱差异。红珊瑚的光谱峰为1129 cm -1和1517 cm -1 ; 对于染色的珊瑚，在1089厘米-1处有一个单一的高强度光谱。
GemScan1350拉曼分子光谱识别和数据处理系统在不到2秒内表征宝石。它包括xyz导螺杆和用于3-D控制和激光扫描的转台。激光扫描并识别松散的小金刚石的拉曼光谱指纹，以及在表面360度处高达5厘米高×10厘米直径的大型宝石。图5突出了市场上钻石和金刚石模拟物之间的差异。该钻石模拟物的拉曼位移具有拉曼光谱，具有六个主要的拉曼位移。VVS1-F级金刚石在1332厘米-1处具有单个碳 - 碳拉曼位移。图6突出了钻石与假冒之间的区别。
图5 - VVS1-F级金刚石（黑色光谱）与金刚石模拟物（红色光谱）的拉曼光谱的比较。
图6 - 金刚石（黑色光谱）和伪造（红色光谱）的拉曼光谱比较。