[發明專利]基于拉曼光譜和OCT實現寶石鑒定的系統及方法

在審

• 申請號: 201811059554.3
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN108918504A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 傅洪波;陳占坤;張建
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N21/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于拉曼光譜和光學相干成像（OCT）技術實現寶石鑒定的系統及方法，所述系統包括：寶石樣品、載玻片、暗盒、移動平臺、拉曼光譜儀、OCT、數據提取與處理模塊、顯示器，所述暗盒包括兩個透光孔；所述方法包括：首先運用OCT通過透光孔獲取載玻片空載時的空載圖像，再分別運用OCT與拉曼光譜儀對放置在載玻片上的樣品進行檢測以獲取樣品光譜圖與OCT圖像；利用計算機軟件分析圖像，以獲取樣品邊界和距離信息，并通過光程匹配原理完成折射率的計算，分析拉曼譜圖得到樣品化學性質；最終測量結果通過顯示器顯示。本系統和方法設計簡單、操作簡便、對同一樣品實現測量的快速切換；實現了不規則珠寶材料的物理屬性（光學折射率）和化學成分等多指標的測量與綜合分析；同時本方法實現了寶石不同斷層的光學折射率的自動化、數字化、智能化測量。

技術領域

本發明涉及寶石鑒定領域，尤其涉及一種基于拉曼光譜和OCT測定寶石物理折射率和化學成分性質的系統與方法。

背景技術

寶石的真偽鑒定在現實生活中是尤為重要的，其中折射率是一項極其重要的鑒定指標，測量方法包括三棱鏡法、偏振法（測試布儒斯特角）、插針法、阿貝折射儀法，也包括光學相干成像技術(OCT)。

OCT是一種快速、高分辨率和高靈敏度獲得樣品的高分辨率斷層層析圖像的新技術，已被廣泛地應用于生物醫療和材料檢測中，其檢測方法也極為簡便，只需把材料直接放置在掃描范圍內，即可得到包含材料特征信息的OCT圖像，測量最為簡單直接，是一種快速、檢測折射率的新型技術。

珠寶、礦石的折射率可由此測量，但只此一項鑒定依據比較單一，特別是在樣品折射率相近的情況下，是難以辨別珠寶材料的，因此有必要豐富相應鑒定指標；而拉曼光譜技術作為一種成熟技術，利用拉曼光譜的“分子指紋”特性，可以甄別不同化學成分，而其作為一種半定量和非定量技術，很難精確定量不同化學成分含量，而折射率就可以彌補這樣的缺陷，因此兩種技術的聯用可以發揮更大威力，形成對珠寶礦石材料更綜合、全面的分析結果和報告。

本發明裝置實現上述技術的聯用，可同時實現珠寶礦石材料的物理和化學性質的測量，獲得對寶石的綜合評測鑒定，且檢測簡便、快速、準確。

發明內容

本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統與方法，以實現珠寶礦石材料的物理和化學性質的同時測量，獲得對寶石的綜合評測與鑒定，且檢測簡便、快速、準確。

為實現以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于拉曼光譜和OCT技術實現寶石鑒定的系統，包括寶石樣品、載玻片、暗盒、移動平臺、拉曼光譜儀、OCT、數據提取與處理模塊、顯示器，所述暗盒包括兩個透光孔。

進一步地，所述拉曼光譜儀波長型號可選，用于測量寶石樣品的拉曼光譜信息；所述OCT波長型號可選，其原理為低相干光源發出的光經過光纖分束器后, 被均勻分成兩束，分別進入參考臂和樣品臂，經過樣品反射回來的樣品光與反光鏡反射回來的參考光再經光纖分束器相干并偶合到探測器上，此處用于獲取載玻片空載時表面OCT圖(圖像中為一直線，稱為基線)與放置樣品時的樣品掃描圖。

優選地，所述樣品為表面平整的寶石。

優選地，所述載玻片厚度為1~2mm，用于提供OCT測量空載圖像以及放置樣品。

優選地，所述暗盒為拉曼光譜儀與OCT測量提供環境要求，避免外界的干擾，進一步地，所述暗盒頂部有兩個透光孔，拉曼光譜儀與OCT的光經由此處進入暗盒。

進一步地，所述移動平臺用于放置載玻片與樣品，且可水平勻速拖動平臺用于拉曼光譜儀與OCT對樣品的掃描。