CN114467024A - 钻石认证工艺以及用于钻石认证工艺的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明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‑中心或其他C中心对未知类型的钻石施加激光输入信号，以便从所述钻石生成荧光；(ii)对所述钻石施加磁场并且对所述钻石施加可变微波频率；(iii)根据微波频率获取荧光的光强度；以及(iv)通过将根据(iii)的微波频率的荧光的光强度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进行比较来确定未知钻石的所述类型。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定钻石的属性的工艺和系统。特别地，本发明提供了一种用于认证和确定钻石的类型的工艺。
背景技术
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
发明目的
本发明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。
发明内容
在第一方面中，本发明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：
(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；
(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
(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。
自旋属性包括共振频率、展宽和自旋寿命。
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。
工艺可以包括使用荧光显微镜。
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。
钻石可以是合成钻石，诸如CVD或HPHT钻石，或其组合。
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。
在第一方面中，本发明提供了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，用于对未知类型的钻石施加磁场；
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，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-中心或其他C中心；以及
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-中心或其他C中心的荧光的强度，
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。
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。
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。
荧光显微镜可以在样品扫描模式或激光扫描模式下操作。
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。
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-轴压电台和XYZ 3-轴电动机械台构成。
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。
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浸没物镜和油浸物镜。
聚焦稳定器优选地用于精确控制物镜与油浸物镜之间的物镜距离。
在第三方面中，本发明提供了一种用于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)用NV-中心或其他C中心对未知类型的钻石施加激光输入信号，以便荧光从所述钻石生成；
(ii)对所述钻石施加磁场并且对所述钻石施加可变微波频率；
(iii)根据微波频率获取荧光的光强度；以及
(iv)通过将根据(iii)的微波频率的荧光的光强度相对于光强度与多个已知类型的钻石中的微波频率特性已知钻石进行比较来确定未知钻石的类型。
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。
在第四方面中，本发明提供了一种能使用计算机化系统来操作的工艺，用于确定钻石的类型，其中，未知类型的钻石的自旋属性与每种已知类型的多个钻石的自旋属性相关，计算机化系统包括用于确定钻石的自旋属性的系统、处理器模块和输出模块，它们能操作地相互连接在一起，所述工艺包括以下步骤：
(i)经由用于确定钻石的自旋属性的系统获取数据，该数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
(ii)在处理器模块中，将指示出未知类型的钻石的图像的自旋属性的所述数据与多个数据集进行比较，数据集中的每个都与每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
(iii)从输出模块，响应于从步骤(i)得出的数据与来自步骤(ii)的多个数据集中的一个数据集之间的相关性的预定阈值，提供指示钻石的类型的输出信号。
在第五方面中，本发明提供了一种能使用计算机化系统来操作的工艺，用于使用用于确定钻石类型的预先训练的神经网络来确定钻石的类型，计算机化系统包括用于确定钻石的自旋属性的系统、预先训练的神经网络和输出模块，它们通过通信链路能操作地相互连接在一起，所述工艺包括以下步骤：
(i)经由用于确定钻石的自旋属性的系统获取数据，该数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
(ii)在预先训练的神经网络中，从在步骤(i)中获取到的指示未知类型的钻石的自旋属性的数据确定所述未知类型的钻石的钻石类型，
其中，预先训练的神经网络已经利用多个数据集进行了预先训练，数据集中的每个都与每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
(iii)从输出模块，提供所述钻石的类型。
在第六方面中，本发明提供了一种用于确定钻石的类型的计算机化系统，其中，未知类型的钻石的自旋属性与每种已知类型的多个钻石的自旋属性相关，计算机化系统包括：
系统，用于确定钻石的自旋属性，以获取数据，该数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
处理器模块，用于将指示未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与多个数据集进行比较，数据集中的每个都与每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
输出模块，用于基于在指示未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与和每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应的多个数据集中的一个数据集之间的相关性的预定阈值，提供指示所述未知类型的钻石的类型的输出信号。
用于确定钻石的自旋属性的系统可以包括：
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，用于对所述钻石施加可变微波频率；
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-中心或其他C中心；以及
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-中心或其他C中心的荧光的强度。
附图说明
为了可以获得对上述发明的更精确的理解，将参照附图中所示的具体实施例对上面简要描述的发明进行更具体地描述。本文中所呈现的图可能不按比例绘制，并且图或以下描述中对尺寸的任何引用都是针对所公开的实施例的。
图1a示出了本发明的工艺的示例的示意表示；
图1b示出了本发明的系统的示例的示意表示；
图1c是根据本发明所使用的钻石NV-中心的能量级的示意表示；
图2示出了在没有外部磁场的情况下，在共振时作为ODMR凹陷的光强度下降；
图3示出了在没有外部磁场的情况下，在共振时作为ODMR双凹陷的光强度下降；
图4a示出了天然钻石具有针对光强度相对于微波频率的边缘凹陷；
图4b示出了合成钻石具有针对光强度相对于微波频率的较窄凹陷；
图5示出了根据本发明的工艺的实施例的流程图；以及
图6示出了根据本发明的系统的实施例。
具体实施方式
本发明人已经识别出现有技术中方式上的缺点，并且在识别出现有技术的问题之后，已经提供了一种克服现有技术的问题的系统和工艺。
为了本发明的目的，钻石的“类型”一词被定义为并且被理解为天然钻石、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，它们都是不同类型的钻石。
1.发明背景
为了识别钻石是天然钻石，诸如CVD钻石或HPHT钻石，还是可能已经经过处理以具有更改的属性的天然钻石，可以利用材料内部的物理特性来进行钻石类型的这种确定。
钻石包含杂质，并且通过根据本发明理解杂质的物理属性，可以形成钻石形成的方式，并且这种现象以及其确定和使用已经由本发明提供，以便确定钻石的类型。
因此，本发明提供了一种确定钻石的类型的工艺和系统。
可以确定钻石的类型，诸如天然钻石、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。
具体地，本发明可用于确定钻石是否是天然存在的钻石，或钻石是否是合成钻石或经处理的钻石。
钻石的类型由以下项确定：
(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未知类型的所述钻石的自旋属性，其中，自旋反映钻石的物理属性；
(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
(iii)基于在所述未知类型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。
这种阈值可以通过数学分析或通过处理器或自动计算机能操作工艺来确定。
可替代地，利用预先训练的神经网络，可以使用预先训练的人工智能系统。
参照图1a，有根据本发明的工艺100a的流程图。如将理解的，工艺可以在计算机化系统中实施，并且进一步地在实施例中，工艺可以利用预先训练的神经网络。
在工艺100a中，适用于确定钻石的类型的以下步骤由以下项确定：
步骤1(110a)——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未知类型的所述钻石的自旋属性，其中，自旋反映钻石的物理属性；
步骤2(120b)——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
步骤3(130c)——基于在所述未知类型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。
参照图1b，示出了根据本发明的用于确定钻石的类型的计算机化系统100b的示例，其中，未知类型的钻石的自旋属性与每种已知类型的多个钻石的自旋属性相关。
计算机化系统100b包括系统，用于确定钻石110b的自旋属性，以获取数据，该数据指示未知类型的钻石的自旋属性。
计算机化系统100b进一步包括处理器模块120，该处理器模块120与用于确定钻石110b的自旋属性的系统通信112b，用于将指示未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与多个数据集进行比较，数据集中的每个都与每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应。
计算机化系统100b进一步包括与处理器模块120进行通信的输出模块140，该输出模块140用于基于在指示未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与和每种已知类型的多个钻石的自旋属性对应的多个数据集中的一个数据集之间的相关性的预定阈值，提供指示所述未知类型的钻石的类型的输出信号。
2.钻石的氮空位(NV)中心
钻石颜色中心在量子技术方面受到了广泛的关注，特别是氮空位(NV)中心。
钻石NV中心是四面体结构中被氮原子取代的碳原子，而被取代的旁边的另一个碳原子则缺失。
在合适的波长范围内，NV中心在光激发下发出荧光。
NV中心可以从其周围捕捉电子，以便获得负电荷成为NV-中心。
钻石NV-中心展现出1的总自旋，并且被认为提供了量子传感的应用。通过利用钻石NV-中心的自旋属性，可以检测钻石的物理性质的非常细微的差异。
3.光学检测磁共振(ODMR)和本发明
光学检测磁共振(ODMR)是一种操纵钻石NV-中心中的自旋的方法，并入本发明已被本发明人认为有助于实现本发明的目的。
ODMR可以被视为电子顺磁共振(EPR)的光学版本，用于当粒子群在顺磁中心的基态或激发态下有磁共振的磁子层之间重新分布时，检测与顺磁中心相关联的发射光或吸收光的变化。
由于磁子层可以被磁场分割(这被称为塞满效应)，子层在微波区被非常小的能量分开。
在微波频率与子层能量的共振的情况下，磁场将与微波频率匹配的子层分开，以便改变或更改光的发射或吸收。
本发明人已经注意到，NV中心的自旋对钻石内部的环境非常敏感，诸如杂质的存在、内部应变、内部应力、钻石的晶格不一致，因此，鉴于这些观察，提出了本发明的工艺和系统，以感测钻石中的物理条件，从而识别器形成方法，因此，在评估或评价下确定钻石的“类型”。
4.NV-中心和本发明
光学检测磁共振ODMR可以用包含未配对的电子或未消失的总电子自旋的样品来实现。这种技术利用光学方法在外部微波和内部或外部磁场对样品的影响下实现电子自旋态跃迁。
参照图1，对于钻石NV-中心，其电子结构包含三重态基态110和三重态激发态120，它们具有ms＝0和ms＝±1。
伴随着系统，还有两个单重态130。
通常，当532nm光子与ms＝0的系统相互作用时，系统随后通过发射637nm光子返回到基态110。
可替代地，如果532nm光子与ms＝±1的系统相互作用，则当系统返回到基态110时，仍然有可能发射637nm光子。然而，系统也可能有机会经由单重态130，通过系统间交叉来放松，并且最终返回到ms＝0的基态110。由于这条路径在可见范围内不会发射光子，这条路径所产生的光较弱。
因此，当微波光子与系统相互作用时，系统从ms＝0基态变成ms＝±1基态。这将产生较弱的光。
内部磁场或外部磁场的存在可以按照微波能量标准创建电子自旋态分裂。分裂可以由来自样品的荧光显示。光能可以激发样品从基态电子和自旋态到激发电子和自旋态。然后，样品将通过以光或热的形式释放能量，衰减回到基态。
在激发和衰减工艺中，样品的电子自旋态可以在荧光活性和荧光非活性电子自旋态之间切换。当任何两个荧光活性和荧光非活性电子自旋态之间存在任何允许的跃迁时，微波将被样品吸收。并且因此，来自样品的荧光会被抑制。
通过对受影响的微波频率进行扫描，当微波频率与荧光活性电子自旋态到荧光非活性电子自旋态的跃迁匹配时，可以预期来自样品的可观察到的稳定荧光，然后预期突然变暗的荧光。
参照图2，如通过在没有磁场的情况下扫描微波频率所示的，它在2.87GHz左右会显示光强度的凹陷210(以归一化任意单位测量)。
如前所述，这种光强度的凹陷210是由于谐振条件，其中，输入微波频率(2.87GHz)与系统从基态ms＝0到ms＝±1的跃迁所需的输入微波频率匹配。当荧光活跃电子自旋态跃迁到荧光非活性电子自旋态时，来自钻石的NV中心的荧光会被抑制，从而获得荧光凹陷210。现在参照图3，磁场存在时，ms＝±1态被塞曼效应分割。
因此，除了光强度的单个凹陷，光强度还显示两个凹陷310、311，其中，凹陷之间的宽度与磁场强度成比例。
所施加的磁场产生塞曼效应，这将简并态ms＝±1分成两个单独态。与所施加的磁场方向并行对齐的能态是较低能态，而与所施加的磁场方向反并行对齐的能态是较高能态。
因此，当磁场存在时，存在两个可用的跃迁，而不是只有一个可用的跃迁。通过重复图2中所描述的实验，可以观察到两个凹陷310、311，它们位于图2的原始凹陷210的左侧和右侧。
对于天然钻石，由于其形成工艺是数百万年或更长的规模，它通常具有较低的内部应变。
对于合成钻石，取决于其形成方法，它可以有比天然钻石更大的(通常在CVD中)或更低的应变。
此外，由于合成钻石的形成时间比天然钻石短，合成钻石通常比天然钻石表现出更均匀的物理属性。
本发明人已经发现，所有这些特性都可以通过使用ODMR来检测。
由于应变的不同，ODMR中的微波共振频率或凹陷位置可以不同。
此外，由于自旋寿命受到钻石内应变的影响，天然钻石通常由于应变较低而具有较长的自旋寿命。
通过分析钻石的凹陷位置和自旋寿命的统计和特性，可以对钻石进行认证，从而确定其类型。
图4a示出了观察到凹陷410的天然钻石的ODMR结果。这种凹陷410具有微波频率的宽共振宽度。
这与图4b形成对比，图4b示出了合成钻石的ODMR结果。可以观察到，凹陷420的宽度比天然钻石的凹陷410的宽度窄得多。这可能是由于这一事实，即由于合成钻石具有较短的形成时间，它具有更均匀的物理属性以及均匀分布的NV中心相互作用。
因此，根据本发明，合成钻石可以通过其较窄的凹陷宽度被筛掉。
5.本发明的示例
参照图5，示出了用于确定钻石的类型的工艺500的流程图。
根据本发明，钻石510的自旋属性用于确定钻石的类型。NV-或其他顺磁c中心。
未知类型的钻石被激发520，通常是通过预定的和适当的波长的激光。对钻石施加磁场，并且施加微波信号，通常在GHz波段，据此，频率可以在适当的频率范围内变化。
被激发的钻石导致来自激光的荧光，并且在施加微波能量时，上述光强度特性的凹陷由于共振530而被实现，并且荧光的强度特性由荧光检测器(诸如荧光显微镜)检测。
NV中心或其他顺磁c中心的自旋属性受钻石的物理属性540的影响，诸如夹杂物、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。
这些物理属性因钻石的类型而异，诸如天然钻石、合成CVD或HPHT钻石、经处理的钻石、经处理的CVD或HPHT钻石。
因此，自旋属性和因此光强度相对于微波频率响应曲线具有指示钻石类型的特性，从而允许根据本发明评估钻石550的类型。
参照图6，示出了根据本发明的系统600的实施例，用于确定体现上述本发明的工艺的未知钻石的类型。
系统600包括磁场生成器和微波场生成器620，用于根据本发明对未知类型的钻石630施加合适的磁场和可变微波信号输出。
激光输出设备640提供预定和合适波长的激光，以激发钻石630中的NV-中心或其他顺磁C中心。
这种被激发的NV-中心或其他顺磁C中心提供荧光，该荧光可由荧光检测器650(诸如荧光显微镜)检测，该荧光检测器650允许根据微波生成器的频率测量荧光强度。
然后，可以将这种响应特性与上述不同类型的钻石的响应特性进行比较，并且根据上面关于图5描述的工艺，确定钻石630的钻石类型。
这是通过分析自旋属性来实现的，据此，本发明人已经发现，天然钻石的自旋属性与合成形成的钻石的自旋属性不同，因此，本发明提供了一种基于钻石的自旋属性的非侵入评估工艺，该工艺可以用于确定钻石是否是天然存在的钻石，或这类钻石是否实际上可以在实验室中合成形成，诸如CVD钻石。
在当前制造条件下提供的合成钻石由于增强的和提高的制造技术可能很难从天然钻石中分辨出来，因此，这种合成钻石的光学属性通常不能确定，因为它与天然存在的钻石的光学属性不同。
因此，本发明提供了一种工艺，通过该工艺，天然钻石和合成钻石可以被确定为彼此不同，由于各种原因，这是有用的，包括不当、盗窃、钻石替换、被假冒为天然钻石的合成钻石和对钻石进行以确定钻石是天然形成的还是合成形成的估价。
如将认识到的，根据本发明的工艺可以在利用本发明的同时以各种形式以及体现工艺的实施例和系统实施，以便确定荧光寿命，从而区分钻石是天然存在的钻石还是实验室合成的或工业生长的钻石。
Claims (24)
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-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-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-轴压电台和XYZ 3-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，
所述聚焦稳定器用于精确控制物镜与油浸物镜之间的物镜距离。
19.一种用于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)用NV-中心或其他C中心对未知类型的钻石施加激光输入信号，以便从所述钻石生成荧光；
(ii)对所述钻石施加磁场，并且对所述钻石施加可变微波频率；
(iii)根据微波频率获取荧光的光强度；以及
(iv)通过将根据(iii)的微波频率的荧光的光强度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进行比较，来确定所述未知钻石的类型。
20.根据权利要求19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。
21.一种能使用用于确定钻石的类型的计算机化系统来操作的工艺，其中，
将未知类型的钻石的自旋属性与均为已知类型的多个钻石的自旋属性相关，所述计算机化系统包括能被操作地相互连接在一起的用于确定钻石的自旋属性的系统、处理器模块和输出模块，所述工艺包括以下步骤：
(i)经由用于确定钻石的自旋属性的系统获取数据，所述数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
(ii)在处理器模块中，将指示所述未知类型的钻石的图像的自旋属性的所述数据与多个数据集进行比较，所述多个数据集中的每个数据集与均为已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
(iii)从输出模块，响应于在从步骤(i)得出的所述数据与来自步骤(ii)的所述多个数据集中的一个数据集之间的相关性的预定阈值，提供指示所述钻石的类型的输出信号。
22.一种能使用计算机化系统来操作的工艺，以使用用于确定钻石类型的预先训练的神经网络来确定钻石的所述类型，所述计算机化系统包括能经由通信链路而被操作地相互连接在一起的用于确定钻石的自旋属性的系统、预先训练的神经网络和输出模块，所述工艺包括以下步骤：
(i)经由用于确定钻石的自旋属性的所述系统获取数据，所述数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
(ii)在预先训练的神经网络中，从在步骤(i)中获取到的指示所述未知类型的钻石的自旋属性的所述数据，来确定所述未知类型的钻石的钻石的类型，
其中，所述预先训练的神经网络已经被利用多个数据集进行了预先训练，所述多个数据集中的每个数据集与均为已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
(iii)从输出模块，提供所述钻石的类型。
23.一种用于确定钻石的类型的计算机化系统，其中，将未知类型的钻石的自旋属性与均为已知类型的多个钻石的自旋属性相关，所述计算机化系统包括：
系统，所述系统用于确定钻石的自旋属性以获取数据，所述数据指示未知类型的钻石的自旋属性；
处理器模块，所述处理器模块用于将指示所述未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与多个数据集进行比较，所述多个数据集中的每个数据集与均为已知类型的多个钻石的自旋属性对应；以及
输出模块，所述输出模块用于：基于在指示未知类型的钻石的自旋属性的所述数据与和均为已知类型的多个钻石的自旋属性对应的所述多个数据集中的一个数据集之间的相关性的预定阈值，提供指示所述未知类型的钻石的类型的输出信号。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，用于确定钻石的自旋属性的系统包括：
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-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-中心或其他C中心的荧光的强度。
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