DE69132310T2

DE69132310T2 - Verfahren und vorrichtung zur untersuchung eines gegenstandes

Info

Publication number: DE69132310T2
Application number: DE69132310T
Authority: DE
Inventors: Phillip Smith; Wyncliffe Smith; Mark Welbourn
Original assignee: Gersan Ets
Current assignee: Gersan Ets
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2011-04-25
Also published as: IL108513A0; KR0164426B1; GB9009132D0; GB2244329A; CA2081347C; GB2244329B; IE911368A1; IL97947A; JPH05507791A; HK1006329A1; DE69132310D1; IE62169B1; ZA913069B; JP2593267B2; IL97947A0; CA2081347A1; EP0526492B1; AU7693091A; IL108478A0; EP0526492A1

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Unterscheidung natürlicher Diamanten von synthetischen Diamanten.
WO 86/07457 offenbart ein Verfahren zur Unterscheidung eines Diamanten von einer diamantähnlichen Nachahmung durch optischen Nachweis des Raman-Signals, das von einer Probe emittiert wird, die mit einer geeigneten Anregungsstrahlung bestrahlt wird. Die Diamantnachahmung weist ein dichtes Nichtdiamantmaterial auf (z. B. Metalloxide, insbesondere Zirconiumdioxid), das dem. Diamanten ähnliche Brechungseigenschaften besitzt. Synthetischer Diamant weist Diamantmaterial auf (z. B. kristallinen Kohlenstoff), das durch ein industrielles Verfahren erzeugt wird.
Das durch WO 86/07457 offenbarte Verfahren eignet sich nur zur Unterscheidung eines Diamanten von einer diamantähnlichen Nachahmung. Alle Diamanten, natürliche oder synthetische, weisen die Raman-Emission auf, wenn sie mit einer geeigneten Anregungsstrahlung bestrahlt werden, und können nicht durch dieses Verfahren unterschieden werden.

ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren zur Einteilung eines Diamanten in eine erste Klasse von zweifellos natürlichen Diamanten oder in eine zweite Klasse, die aus Diamanten besteht, die Naturdiamanten sein können oder nicht, mit den folgenden Schritten: Bestrahlen des Diamanten, Beobachten des Diamanten durch ein Schmalbandfilter, das Strahlung einer ersten Wellenlänge durchläßt, die im wesentlichen einer charakteristischen Wellenlänge der ersten Diamantklasse entspricht mehrmalige periodische Änderung der von dem Filter durchgelassenen Wellenlänge über jede Wellenlänge einer Wellenlängengruppe, welche die charakteristische Wellenlänge und mindestens zwei Vergleichswellenlängen enthält, durch wiederholtes Drehen des Filters; Ausführen mehrerer Beobachtungen des Diamanten bei jeder Wellenlänge der Gruppe und Speichern jeder der Beobachtungen; und Verwendung der Beobachtungen bei den Wellenlängen der Gruppe, um den Diamanten als zur ersten Diamantklasse oder zur zweiten Diamantklasse gehörend zu klassifizieren.
Die vorliegende Erfindung bietet außerdem eine Vorrichtung zum Klassifizieren eines Diamanten als zu einer ersten Klasse von zweifellos natürlichen Diamanten oder zu einer zweiten Klasse gehörend, die aus Diamanten besteht, die Naturdiamanten sein können oder nicht, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung zum Bestrahlen des Diamanten; ein Filter, das Strahlung einer ersten Wellenlänge durchläßt, die im wesentlichen einer charakteristischen Wellenlänge der ersten Diamantklasse entspricht; eine Einrichtung zum wiederholten Drehen des Filters, um den vom Filter durchgelassenen Strahlungsbereich periodisch zu ändern und jede Wellenlänge aus einer Wellenlängengruppe durchlaufen zu lassen, welche die erste Wellenlänge und mindestens zwei von der ersten Wellenlänge verschiedene Vergleichswellenlängen enthält; eine Einrichtung zur Signalgabe in Abhängigkeit von der durch das Filter durchgelassenen Strahlungsintensität, eine Einrichtung zum Speichern jedes der Signale, und eine Einrichtung zum Klassifizieren des Diamanten auf der Basis der Signale als zu der ersten Diamantklasse oder zu der zweiten Diamantklasse gehörend.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Untersuchung und Klassifikation von Diamanten durch Bedienungskräfte mit geringer wissenschaftlicher oder technischer Ausbildung.
Der Diamant wird vorzugsweise mit Licht im langwelligen Ultraviolett bzw. im sichtbaren Teil des Spektrums bestrahlt, und das Absorptionsspektrum des Diamanten wird durch Messung der Intensität des vom Diamanten absorbierten Lichts untersucht.
Der Diamant kann mit einer netzbetriebenen Lampe bestrahlt werden. Eine Änderung der Speisespannung der Lampe kann die Temperatur der Emissionsquelle der Lampe verändern, und folglich kann die spektrale Verteilung ihrer Ausgangsenergie variieren. Es sind Vorkehrungen zu treffen, um diese Veränderung zu erfassen, so daß Parameter wie z. B. die Verhältnisse zwischen durchgelassenen Wellenlängen in bezug auf Fehler korrigiert werden können, die durch die spektrale Schwankung hervorgerufen werden. Durch Ausführen von mehr als zwei Beobachtungen des Absorptionsspektrums des Objekts kann eine etwaige spektrale Verschiebung infolge einer Veränderung der Lampe erfaßt und kompensiert werden.
Das Absorptionsspektrum (oder, gleichwertig damit, das Durchstrahlungsspektrum) kann durch Messen der Absorption bei 415,5 nm und bei mindestens zwei ein wenig davon abweichenden Vergleichswellenlängen, etwa bei 410 nm und 418,5 nm, beobachtet werden. Die Absorption sollte bei mindestens drei sehr dicht beieinander liegenden Wellenlängen beobachtet werden, da dies zur klaren Identifikation einer charakteristischen Absorption beiträgt. Bei 415,5 nm tritt eine sehr starke Absorption auf, die für Diamanten vom Typ IaAB charakteristisch ist, 418,5 nm und 410 nm liegen außerhalb des Absorptionsmaximums für diese charakteristische Absorption, und daher ist die Absorption relativ schwach. Im allgemeinen weisen Diamanten anderer Typen als IaAB bei 415,5 nm keine sehr starke Absorption auf, und selbst wenn eine gewisse Absorption vorhanden ist, unterscheidet sie sich nicht sehr stark von der Absorption bei 410 nm und 418,5 nm.
Dementsprechend können Diamanten vom Typ IaAB sicher unterschieden werden, und da Diamanten dieser Diamantklasse tatsächlich immer natürlichen Ursprungs sind, gestattet die Erfindung, alle vorgefundenen Diamanten einer Klasse von zweifellos natürlichen Diamanten oder einer Klasse zuzuordnen, die aus Diamanten besteht, die Naturdiamanten sein können oder nicht. Dies wird im folgenden näher erläutert.
Die Vorrichtung kann in Anwendung und Konstruktion sehr einfach sein, da sie nur eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist. Die gesamte Vorrichtung nimmt unter Umständen nur einen Raum von etwa 25 · 25 · 15 cm ein und eignet sich zur Verwendung auf einer Werkbank. Das Verfahren erfordert keine besondere Geschicklichkeit des Bedieners und ist geeignet, um sehr schnell zu einem Ergebnis zu gelangen.

ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel eines Abschnitts des Absorptionsspektrums eines Diamanten vom Typ Ib;
Fig. 2 ein Beispiel eines Abschnitts des Absorptionsspektrums für Diamanten des Typs IaAB;
Fig. 3 ein hochauflösendes Durchstrahlungsspektrum im Bereich zwischen 410 nm und 420 nm für einen Diamanten des Typs IaAB;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beobachtung eines Diamanten;
Fig. 5 das Filter der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung in einer ersten und einer zweiten Position;
Fig. 6 die Änderung der Bandpaßcharakteristik des Filters gemäß den Fig. 4 und 5 mit dem Einfallswinkel; und
Fig. 7 die Anwendung der drei Beobachtungen zur Anpassung einer Kurve.

Fig. 1 BIS 3

Eine Methode zum Klassifizieren von Diamanten ist die Klassifikation nach ihren spektroskopischen Eigenschaften. Das Absorptionsspektrum eines Diamanten im. sichtbaren Bereich bestimmt seine Farbe. In gewissem Maße ist es möglich, jedem Diamanttyp einen Struktur-, Konzentrations- und Zusammensetzungsbereich von Fremdatomdefekten zuzuordnen. Eine derartige Analyse von Diamanten ergibt die folgende Klassifikation.

TYP I

Diese allgemeine Typenklasse ist äls die Diamantklasse definiert, die eine meßbare defektinduzierte Infrarot-Absorption im 1-Phonon-Bereich (unterhalb 1332cm&supmin;¹) aufweist. Diese Defekte entstehen durch den Einbau von Stickstoffatomen in das Kristallgitter, die während des Diamantwachstums Kohlenstoffatome ersetzen. Natürliche Diamanten vom Typ I enthalten typischerweise mehrere hundert bis einige tausend ppm Stickstoff. Der Stickstoffgehalt in synthetischen Diamanten kann während des Diamantsyntheseprozesses gesteuert werden. Dies ergibt einen Bereich für den Gehalt an Stickstoffatomen von einigen hundert ppm bis praktisch null in synthetischen Diamanten.
Der allgemeine Klassentyp I unterteilt sich in die folgenden Untertypen:

TYP Ib

Bei diesem Diamanttyp sind im gesamten Gitter einzelne Kohlenstoffatome durch einzelne Stickstoffatome zufallsmässig substituiert. Dies führt zu einer bei etwa 600 nm beginnenden optischen Absorption, die sich mit zunehmender Stärke bis in den langwelligen Ultraviolettbereich fortsetzt (Fig. 1). Dies verursacht die sogenannte kanariengelbe Farbe mancher Diamanten. Diamanten des Typs Ib stellen eine nicht äquilibrierte Diamantform dar. Diamanten entstehen unter Bedingungen mit sehr hohen Temperaturen und Drücken, und wenn der Diamant unter diesen Bedingungen gehalten wird, neigen die Stickstoff-Fremdatome zur Aggregation. Naturdiamanten waren gewöhnlich über geologisch signifikante Zeiträume diesen Äquiibrierungsbedingungen ausgesetzt, und dementsprechend treten Diamanten des Typs Ib in der Natur selten auf (viel weniger als 1% aller Naturdiamanten). Andererseits werden synthetische Diamanten nicht unter Äquilibrierungsbedingungen gehalten, und dementsprechend gehören die meisten synthetischen Diamanten zum Typ Ib.

TYP Ia

Diese Klasse weist Diamanten auf, in denen der Stickstoff gewandert ist und komplexere Defekte bzw. Störstellen gebildet hat. In Diamanten vom Typ Ia findet man zwei Hauptformen von Stickstoffdefekten, die Form A und die Form B. Die Form A weist Paare von Stickstoffatomen in nächstbenachbarten Substitutionsgitterplätzen auf. Bei der Form B glaubt man, daß sie einen Komplex von vier Substitutions-Stickstoffatomen aufweist, die eine Fehlstelle umgeben. Das Konzentrationsverhältnis von Defekten vom Typ A zu Defekten vom Typ B variiert stetig, wobei die äußersten Enden der Sequenz als Typ IaA und Typ Iaß bezeichnet werden. Diamanten vom reinen Iaß-Typ sind sehr selten. Synthetische Diamanten vom Ib-Typ können durch eine Hochtemperatur- und Hochdruckbehandlung in den Typ IaA umgewandelt werden.
Diamanten vom Typ IaA weisen keine Absorption im sichtbaren Spektralbereich auf und sind daher farblos. Mit B-Zentren ist eine sehr geringe Absorption im sichtbaren Bereich verbunden, und infolgedessen sind Iaß-Diamanten farblos. Die meisten Naturdiamanten enthalten sowohl A- als auch B- Zentren und sind als Typ IaAB bekannt. Außer den beiden Hauptformen des Stickstoffdefekts enthalten sie zwei "Nebenprodukte" des Stickstoffaggregationsprozesses: flache Schichten bzw. Blättchen und N3- Zentren. Flache Schichten sind Zwischengitterebenendefekte mit einem Durchmesser von einigen -zig Nanometer, die in Kubusebenen liegen. Diese führen zu einem Peak bzw. Maximum im Infrarotspektrum. N3-Zentren weisen drei koplanare Stickstoffatome auf, die wahrscheinlich eine Leerstelle umgeben. N3- Zentren führen zu Absorption zwischen 490 nm und 350 nm mit einer scharfen Nullphononenlinie bei 415,5 nm. Diese Absorption im Blau/Violett-Bereich verursacht die sogenannte kapgelbe Farbe, welche die große Mehrheit der Naturdiamanten in geringerem oder höherem Grade aufweisen (Fig. 2). Fig. 3 ist ein hochauflösendes Durchstrahlungsspektrum, das die Absorption bei 415,5 nm eines Diamanten vom Typ IaAB genauer darstellt. Es ist erkennbar, daß bei etwa 415,5 nm eine starke Abnahme der Lichtdurchlässigkeit auftritt, wobei die Durchlässigkeit bei anderen Wellenlängen, z. B. 410 nm, viel höher ist.

TYP IIa

Diese Klasse weist Diamanten auf, in denen Stickstoff nur in Spurenanteilen in der Größenordnung von 1 ppm vorhanden ist. Am kurzwelligen Ende des sichtbaren Spektrums tritt oft eine Form der Hintergrundabsorption auf, die einigen von diesen Diamanten eine im allgemeinen braune Farbe verleiht. Dieses fast vollständige Fehlen von Stickstoff in Diamanten tritt in der Natur selten auf (weniger als 2% der Naturdiamanten sind vom Typ IIa), kann aber bei der Herstellung von synthetischen Diamanten sichergestellt werden.

TYP IIb

Dies ist eine sehr seltene Klasse von halbleitenden Diamanten in der Natur. Die Diamanten enthalten Spurenanteile von substituiertem Bor als Halbleiterakzeptorzentren, die den Diamanten infolge des Ausläufers des Photoionisationsspektrums im Akzeptorzentrum eine bläuliche Farbe verleihen. Diamanten vom Typ IIb sind im allgemeinen Naturdiamanten, aber es können synthetische Diamanten hergestellt werden, die Bor als Zusatz enthalten.
Insgesamt sind die meisten Naturdiamanten vom Typ IaAB und IaA, nur etwa 2% gehören zum Typ II, Ib oder IaB.

Fig. 4

Fig. 4 ist eine Schemazeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zur Klassifikation eines fertig bearbeiteten Diamanten als eindeutig natürlich oder nicht eindeutig natürlich eingerichtet ist.
Ein Diamant 1 wird mit Strahlung von geeigneter Wellenlänge beleuchtet, die durch eine Halogenlampe 2 erzeugt wird. Die Beleuchtungsstrahlung wird dem Diamanten durch eine Faseroptik 3 zugeführt, und im Fall eines Diamanten mit Brilliantschliff läßt man das Licht durch die Tafel des Diamanten einfallen. Ein Diamant mit Brilliantschliff soll durch die Tafel betrachtet werden und ist so geformt, daß durch die unteren Flächen des Diamanten die maximale Lichtmenge aus der Tafel 4 heraus zurückgestrahlt wird. Um das Absorptionsspektrum des Diamanten zu untersuchen, ist eine zweite Faseroptik 5 zum Auffangen des Lichts vorgesehen, das durch die Tafel 4 aus dem Diamanten austritt. Durchgelassenes Licht wird durch die Faseroptik 5 einer Detektorvorrichtung 6 zugeführt, die ein Filter 7 enthält. Ein Photomuliplier oder ein anderer Photodetektor 8 ist vorgesehen, um in Abhängigkeit von der Intensität des vom Filter 7 durchgelassenen Lichts ein Signal zu erzeugen, das einem Verstärker 9 und dann einem Mikroprozessor 10 zugeführt wird. Das Filter 7 ist um eine Achse 11 drehbar, um Licht bei verschiedenen Wellenlängen durchzulassen. Die Drehung kann durch einen Motor 12 angetrieben oder von Hand ausgeführt werden. Der Motor 12 kann durch den Mikroprozessor 10 gesteuert werden, wobei ein Meßwandler 13 mit einem Drehgeber oder dergleichen vorgesehen ist, um ein Signal zu geben, das die Position des Filters 7 anzeigt. Damit die von der Vorrichtung aufgenommenen Meßwerte einfach dargestellt und leicht verstanden werden können, kann eine Sichtanzeigeeinheit (VDU) 14 vorgesehen werden, die Signale vom Mikroprozessor 10 empfängt.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann das Filter 7 um eine zu seiner optischen Achse 15 senkrechte Achse 11 in eine geneigte Position (wie bei 16 dargestellt) gedreht werden. Die Durchlaßcharakteristiken des Filters 7 variieren mit dem Winkel θ zwischen der optischen Achse 15 des Filters und der Richtung des einfallenden Lichts 17. Fig. 6 zeigt die Durchlaßcharakteristiken eines Filters mit einer Mittenwellenlänge CWL = 418,5 nm bei verschiedenen Werten von θ. Es ist erkennbar, daß mit zunehmendem θ das Durchlässigkeitsmaximum sich zu niedrigeren Wellenlängen verschiebt, die Intensität des Durchlässigkeitsmaximums abnimmt und die Breite des durchgelassenen Bandes zunimmt. Die volle Halbwertsbreite für das Filter mit θ = 0 beträgt 1 nm. Ein derartiges Filter wird von der Omega Optical Company, USA, hergestellt.
Wenn folglich das Filter 7 durch den Motor 12 um eine Anzahl verschiedener Winkel θ geneigt wird, kam ein Bereich des Absorptionsspektrums des Diamanten 1 überstrichen und abgetastet werden. Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung kann verwendet werden, um einen Diamanten als zum Typ IaAB oder nicht zum Typ IaAB gehörend zu klassifizieren. Es wird ein Filter 7 mit der in Fig. 6 dargestellten Durchlaßcharakteristik verwendet, so daß ein Signal abgeleitet werden kann, das die Absorption von Licht bei 415,5 nm darstellt. Dieses Signal selbst liefert keine sehr brauchbare Information, wenn es nicht normiert ist, da das Signal mit der Größe des Diamanten variiert. Außerdem weist der Absorptionskoeffizient von Diamanten vom Typ IaAB bei 415,5 nm starke Schwankungen zwischen den Diamanten selbst auf und es kann kein definitiver Bereich zugeordnet werden, um einen Diamanten vom Typ IaAB auf der Grundlage dieses einen unkorngierten Absorptionssignals allein klar zu identifizieren. Dementsprechend wird eine zweite Messung bei einer Vergleichswellenlänge von beispielsweise 410 nm ausgeführt. Diese liegt im wesentlichen außerhalb des Absorptionsmaximums bei 415,5 nm und ist von höherer Energie. Im allgemeinen sind für Diamanten, die nicht zum Typ IaAB gehören, bei 415,5 nm und 410 nm Meßwerte von sehr ähnlicher Höhe zu erwarten, wobei die Absorption bei der höheren Wellenlänge niedriger ist, falls überhaupt eine Differenz auftritt. Bei Diamanten vom Typ IaAB ist bei der längeren Wellenlänge eine viel stärkere Absorption zu erwarten.
Die zur Beleuchtung des Diamanten verwendete Lampe 2 kann eine Halogenlampe sein, zum Beispiel eine Lampe vom Typ Thorn M 64 für 12 Volt, 12 Watt mit einer Linse 063097 von Spindler und Hoyer. Diese Lampenform arbeitet bei etwa 3000 K mit einem Peak am roten Ende des sichtbaren Spektrums. Die zu beobachtenden Wellenlängen liegen auf einem steilen Abschnitt der Wärmestrahlungskurve. Wenn sich die Temperatur der Lampe wegen einer Störung in der Stromversorgung nach beispielsweise 3200 K verschiebt, ändert sich dementsprechend die Form der Kurve, und die Lichtintensität bei den zu beobachtenden Wellenlängen ändert sich sehr deutlich, das Intensitätsverhältnis zwischen den beiden Bestrahlungswellenlängen ändert sich, und daher kann der Meßwert fehlerhaft sein, der auf der Strahlungsintensität basiert, die bei diesen Wellenlängen durch den Diamanten absorbiert wird. Um diesen Fehler nachzuweisen, kann eine dritte Messung bei einer Wellenlänge von beispielsweise 418,5 nm ausgeführt werden. Vorzugsweise wird eine Meßreihe im Bereich von 418,5 bis 410 nm ausgeführt, und die Absorptionsergebnisse werden durch ein Kurvenanpassungsverfahren interpretiert, das durch den Mikroprozessor 10 ausgeführt wird, um nachzuweisen, ob tatsächlich eine Absorption bei 415,5 nm vorhanden ist.
Das Filter 7 kann mit hoher Geschwindigkeit (3000 U/min) um seine Achse 11 gedreht werden, und die Lichtabsorption bei verschiedenen Wellenlängen (ableitbar aus dem Winkel θ des Filters, der durch den Meßwandler 13 gemessen wird) kann viele Male hintereinander gemessen und durch den Mikroprozessor gespeichert werden. Man erhält schnell und einfach eine große Datenmenge, die durch ein statistisches Verfahren analysiert werden kann, um genauere Informationen über die Absorptionscharakteristiken des Diamanten bereitzustellen. Dies verbessert die Reproduzierbarkeit der Prüfung und reduziert den Fehler.
Der Mikroprozessor 10 kann so programmiert werden, daß er die Meßwerte direkt vergleicht und ein Signal erzeugt, das angibt, ob der Diamant natürlichen Ursprungs ist oder weiter geprüft werden sollte, oder alle Meßwerte können numerisch oder graphisch an der Sichtanzeigeeinheit (VDU) 14 angezeigt werden.
Fig. 7 zeigt, wie die drei Messungen bei 410, 415,5 und 418,5 nm im Mikroprozessor zum Aufzeichnen einer Kurve verwendet werden können, welche die Absorptionseigenschaften des Diamanten in diesem Spektralbereich darstellt, so daß eine Absorption bei 415,5 nm klar identifiziert werden kann. Es sind drei Absorptionskurven für Diamanten vom Typ IaAB dargestellt, welche die kapgelbe Farbe in verschiedenen Intensitätsgraden aufweisen.
Anstelle der Korrektur der Messungen bei der ersten und der zweiten Wellenlänge unter Verwendung einer dritten Wellenlänge und eines Kurvenanpassungsverfahrens kann das Spektrum der Lampe 2 mit Hilfe eines Vergleichskanals direkt abgetastet werden. Es kann eine dritte Faseroptik benutzt werden, die direkt von der Lampe 2 zu einem Detektor führt, der Daten zum Mikroprozessor 10 übermittelt. Einen Diamanten als Typ IaAB oder nicht vom Typ IaAB klassifizieren zu können, ist für den Juwelier oder anderen Handwerker nützlich beim Erkennen von Naturdiamanten, da die große Mehrzahl von Naturdiamanten zur Klasse IaAB gehören und (wegen der Komplexität der Defekte und der Tatsache, daß sie zu ihrer Entwicklung eine lange Zeit benötigen) synthetische Diamanten so gut wie nie vom Typ IaAB sind. Folglich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß der obigen Beschreibung eingerichtet werden, um alle Diamanten in eine von zwei Klassen einzuteilen:
zweifellos natürlich;
möglicherweise natürlich, möglicherweise synthetisch.
Die Anzahl der Naturdiamanten, die durch die Vorrichtung von Fig. 4 in die zweite Klasse eingeordnet werden, ist sehr klein (etwa 2%) und weist Diamanten der Typen Ia, Ib, IIa, IIb und IaA oder IaB auf, die alle sehr seiten sind.
Die Vorrichtung von Fig. 4 kann auch zur Messung der Farbe eines Kap-Diamanten verwendet werden, indem die Stärke der Absorption bei 415,5 nm gemessen wird.
In der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung kann die Lampe 2 eine 12 Volt, 12 Watt-Halogenlampe vom Typ M64 sein, hergestellt von Thorn, mit einer Linse 06309, Hersteller Spindler and Hoyer Limited. Geeignetes Lichtleiterkabel wird von Schott hergestellt. Die im Detektor 6 dargestellten Linsen sind, von links nach rechts, eine Linse 063097 bzw. eine Linse 063045, beide hergestellt von Spindler and Hoyer. Der Photomultiplier 8 kann der von Hamatsu KK hergestellte Typ sein.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend lediglich anhand eines Beispiels beschrieben worden, und es können Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Klassifizieren eines Diamanten (1) als zu einer ersten Klasse, die aus zweifellos natürlichen Diamanten besteht, oder zu einer zweiten Klasse gehörend, die Diamanten aufweist, die Naturdiamanten sein können oder nicht, mit den folgenden Schritten:

Bestrahlen des Diamanten (1);

Beobachten des Diamanten durch ein Schmalbandfilter (7), das Strahlung einer ersten Wellenlänge durchläßt, die im wesentlichen einer charakteristischen Wellenlänge der ersten Diamantklasse entspricht;

mehrmalige periodische Änderung der vom Filter (7) durchgelassenen Wellenlänge über jede Wellenlänge einer Wellenlängengruppe, welche die charakteristische Wellenlänge und mindestens zwei Vergleichswellenlängen enthält, durch wiederholtes Drehen des Filters;

Ausführen mehrerer Beobachtungen des Diamanten (1) bei jeder Wellenlänge der Gruppe und Speichern jeder der Beobachtungen; und

Verwendung der Beobachtungen bei den Wellenlängen der Gruppe, um den Diamanten (1) als zur ersten Diamantklasse oder zur zweiten Diamantklasse gehörend zu klassifizieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Diamant (1) bei einer großen Zahl von Wellenlängen beobachtet wird, einschließlich der ersten Wellenlänge und der beiden Vergleichswellenlängen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei:

die von dem Filter (7) durchgelassene Wellenlänge mehrmals periodisch geändert wird und jede Wellenlänge einer Wellenlängengruppe durchläuft, welche die erste und die zweite Vergleichswellenlänge enthält;

bei jeder Wellenlänge der Gruppe mehrere Beobachtungen des Diamanten ausgeführt werden; und

die Beobachtungen bei den Wellenlängen der Gruppe verwendet werden, um den Diamanten als zur ersten Diamantklasse gehörend oder nicht dazugehörend zu klassifizieren.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner die Verwendung der Beobachtung bei der zweiten Wellenlänge zur Korrektur der Beobachtungen bei der ersten Wellenlänge und der Vergleichswellenlänge aufweist, um spektrale Schwankungen der Strahlung zuzulassen, mit der das Objekt bestrahlt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vom Diamanten (1) bei der ersten Wellenlänge und bei den Vergleichswellenlängen durchgelassene Strahlungsintensität beobachtet wird, und wobei die Vergleichswellenlängen im wesentlichen außerhalb des Absorptionsmaximums liegen, das der charakteristischen Wellenlänge im Absorptionsspektrum von Diamanten der ersten Klasse entspricht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Diamant (1) als zu der speziellen Diamantklasse gehörend klassifiziert wird, wenn die bei der ersten Wellenlänge absorbierte Strahlungsintensität höher als bei den Vergleichswellenlängen ist.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Filter (7) um eine zu seiner optischen Achse (15) senkrechte Achse (11) geneigt wird, um den vom Filter durchgelassenen Strahlungsbereich zu ändern.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Wellenlänge im wesentlichen gleich 415,5 nm ist und die erste Klasse aus Diamanten vom Typ IaAB besteht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, das die Beobachtung des Diamanten bei einer Vergleichswellenlänge aufweist, die im wesentlichen gleich 410 nm ist.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die charakteristische Wellenlänge und die Vergleichswellenlängen nahe beieinander liegen.

11. Vorrichtung zum Klassifizieren eines Diamanten (1) als zu einer ersten Klasse, die aus zweifellos natürlichen Diamanten besteht, oder zu einer zweiten Klasse gehörend, die Diamanten aufweist, die Naturdiamanten sein können oder nicht, wobei die Vorrichtung aufweist eine Einrichtung (2) zum Bestrahlen des Diamanten (1);

ein Filter (7), das Strahlung einer ersten Wellenlänge durchläßt, die im wesentlichen einer charakteristischen Wellenlänge der ersten Klasse entspricht;

eine Einrichtung (12) zum wiederholten Drehen des Filters, um den vom Filter durchgelassenen Strahlungsbereich periodisch zu ändern und jede Wellenlänge aus einer Wellenlängengruppe durchlaufen zu lassen, welche die erste Wellenlänge und mindestens zwei von der ersten Wellenlänge verschiedene Vergleichswellenlängen enthält;

eine Einrichtung (6, 8) zur Signalgabe in Abhängigkeit von der durch das Filter (7) durchgelassenen Strahlungsintensität, eine Einrichtung (10) zum Speichern jedes der Signale, und eine Einrichtung (10) zum Klassifizieren des Diamanten (1) auf der Basis der Signale als zu der ersten Diamantklasse oder zu der zweiten Diamantklasse gehörend.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Signalgabeeinrichtung (6, 8) so aufgebaut ist, daß sie Signale übermittelt, die von der Strahlungsintensität abhängen, die von dem Diamanten (1) bei einer großen Anzahl von Wellenlängen einschließlich der ersten Wellenlänge und der beiden Vergleichswellenlängen durchgelassen wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner eine Einrichtung (12) aufweist, um den von dem Filter durchgelassenen Strahlungsbereich periodisch über jede Wellenlänge einer Wellenlängengruppe zu ändern, welche die erste Wellenlänge und die ersten und zweiten Vergleichswellenlängen enthält, um Signale zu übermitteln, die von der bei jeder Wellenlänge der Gruppe durch das Filter durchgelassenen Strahlungsintensität abhängen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Filter (7) um eine Achse (11) geneigt werden kann, die senkrecht zur Achse (15) des vom Diamanten (1) herkommenden Lichts ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Filter Strahlung der ersten Wellenlänge durchläßt, wenn es senkrecht zur optischen Achse (15) steht.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die erste Wellenlänge im wesentlichen gleich 415,5 nm ist, und wobei die spezielle Diamantklasse Diamanten vom Typ IaAB aufweist.