(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主にダイヤモンドの表面領域のみが照射され、かつ、前記ダイヤモンドの表面よりも深い領域により放出されるルミネセンスが、前記表面領域により生成されるルミネセンスを不明瞭にするには不十分であるように、ダイヤモンド表面を波長の大部分が225nm未満である紫外線で照射し、
前記ダイヤモンドの表面領域により生成されるルミネセンスを観察する各段階からなる天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別する方法。
【請求項２】
主にダイヤモンドの表面領域のみが照射され、かつ、前記ダイヤモンドの表面よりも深い領域により放出されるルミネセンスが、前記表面領域により生成されるルミネセンスを不明瞭にするには不十分であるように、ダイヤモンド表面を波長の大部分が225nm未満である紫外線で照射し、それにより前記表面領域により生成されるルミネセンスがルミネセンスパターンを形成し、
前記ルミネセンスパターンの画像を生成し、
前記画像を観察し、ダイヤモンドが天然ダイヤモンドであるか合成ダイヤモンドであるかを決定する各段階からなる、ダイヤモンドが天然ダイヤモンドであるか合成ダイヤモンドであるかを決定するためにダイヤモンドを試験する方法。
【請求項３】
前記ダイヤモンドの蛍光発光が観察される請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記照射紫外線が遮断されてリン光が観察される請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記ダイヤモンドの成長域の配置を示すパターンを同定する段階を更に備える請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記照射紫外線は前記ダイヤモンド表面下約50μｍの深さ内でその入射強度の約13％に減衰される請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ダイヤモンドは拡大手段を通して肉眼で観察される請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ダイヤモンドの固定像が形成される請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
ダイヤモンドに合成ダイヤモンドの堆積層が存在しているか否かを決定するのに用いられ、前記ダイヤモンドの表面領域により生成されるルミネセンスを観察することにより表面上の合成ダイヤモンド領域が存在するか否かを検出する段階を備える請求項１乃至８のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
主にダイヤモンドの表面領域のみが照射され、かつ、前記ダイヤモンドの表面よりも深い領域によって放出されるルミネセンスが不充分で、前記表面領域により生成されるルミネセンスを不明瞭にすることがないように、ダイヤモンド表面を波長の大部分が225nm未満である紫外線で照射する手段と、
前記ダイヤモンドの表面領域により生成されるルミネセンスを観察する手段とからなる天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別する装置。
【請求項１１】
主にダイヤモンドの表面領域のみが照射され、かつ、前記ダイヤモンドの表面よりも深い領域によって放出されるルミネセンスが不充分で、前記表面領域により生成されるルミネセンスを不明瞭にすることがないように、ダイヤモンド表面を波長の大部分が225nm未満である紫外線で照射し、それにより前記表面領域により生成されるルミネセンスがルミネセンスパターンを形成する手段と、
前記ルミネセンスパターンの画像を生成し、それにより前記画像が観察されえ、ダイヤモンドが天然ダイヤモンドであるか合成ダイヤモンドであるかが決定されうる手段とからなる、ダイヤモンドが天然ダイヤモンドであるか合成ダイヤモンドであるかを決定するためにダイヤモンドを試験する装置。
【請求項１２】
請求項３乃至９のうちいずれか１項記載の方法と共に用いられる場合の請求項10又は11記載の装置。
【請求項１３】
前記ダイヤモンドを観察領域に支持する支持手段を備え、前記ダイヤモンドの表面に放射を照射する手段は照射光源とレンズ装置と放射の所定の帯域のみを通過させるフィルターとからなる請求項９記載の装置。
【請求項１４】
前記照射放射を前記ダイヤモンドへ導く操縦可能なミラーを備えた請求項13記載の装置。
【請求項１５】
前記照射放射を前記ダイヤモンドへ導く反射フィルタを備えた請求項13記載の装置。
【請求項１６】
画像記録機を有する画像形成手段を備えた請求項10乃至15のうちいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
前記照射紫外線を止める手段と、前記照射紫外線が止められた際のリン光を観察する手段とを備えた請求項10乃至16のうちいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、ルミネセンスを観察することにより、例えば、ダイヤモンドの成長域の配置を調査することにより、天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別する方法及び装置に関する。
合成ダイヤモンドは、結晶体中で種々の成長域を有し、混合晶癖成長を示す点で、天然ダイヤモンドとは異なる。これら種々の成長域はすべて、成長時に不純物を混入する。しかし、その速度や混入の仕方は異なっているため、各成長域は異なる分光学的特性を有する。研磨されていない合成ダイヤモンドの表面には、種々の成長域が存在するため、天然ダイヤモンドの表面とは全く異なった特徴的な成長面が生成される。かかる成長面は単一晶癖八面体成長を示す傾向がある。熟練者であれば、この成長面を見るだけで、天然ダイヤモンドから未研磨の合成ダイヤモンドを識別することができる。しかし、ダイヤモンドが研磨されると、このような表面情報は全て除去されてしまう。
カソードルミネセンスとして知られる技術はWoods  ＆  Lang（Ｊ  Crystal  Growth、28巻、1975年、215頁）、Burns他（Ｊ  Crystal  Growth、104巻、1990年、257頁）、Shigley他（Gems  and  Gemology、23巻、1987年、187頁）、及び、Marshall（"Cathodoluminescence  of  Geological  Materical（地質学的材料のカソードルミネセンス）”、1988年Unwin  Hyman発行、19〜36頁）で開発され、論じられている。かかる技術においては、排気陰極線チャンバ内でダイヤモンドに電子ビームが照射される。典型的な18kevのエネルギーを用いた場合、電子は表面から約３μｍの深さまで浸入して励起を生じさせる。カソードルミネセンスとして知られるルミネセンスはかかる領域において生成される。そして、カソードルミネセンスパターンを示す励起状態の表面像が得られる。
Ponahlo（Ｊ  Geomogy、21巻、1988年、182頁）は、カソードルミネセンス技術を用いた合成のエメラルド及びルビーから天然物を弁別する方法を記述している。
カソードルミネセンス技術は、必要とされる装置の点で大きな欠点を有している。宝石は真空チャンバ内に設置されなければならないが、真空チャンバは高価なうえ、長い測定時間を必要とする。また、電子ビームはＸ線を発生するので、遮蔽を行わなければならない。更に、陰極線装置自体が高価である。
複雑で高価な装置、すなわち真空チャンバを用いることなく、天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別する方法を提供することが望まれる。
Shigley等は、波長254nmの紫外線を用いた、成長域を調査するための合成ダイヤモンドの短波長紫外線照射方法を開示している。かかる紫外線照射は、調査対象であるダイヤモンドの型に特有の不純物エネルギーレベル内への励起を生成する。上記文献に開示される技術は、254nmにおいて強度の外部吸収を有するダイヤモンドに対してのみ有効である。
すべてのダイヤモンドに対して、単一波長あるいは単一波長帯域で有効な観察技術を提供できることが望まれる。
Walsh等の論文（Journal  Luminescence、４巻、1971年、369頁）は、天然及び合成半導体ダイヤモンドの熱ルミネセンス技術について述べており、かかる技術をリン光現像と関連付けている。熱ルミネセンスとは、例えば77Kのような低温における励起後でのルミネセンスの熱的生成である。試料は電子ビーム又はアーク灯からの光励起を用いて励起される。
試料温度を上昇させると直ちに、種々の温度での熱ルミネセンスのピークが観察される。リン光もまた観察される。リン光とは、励起源の除去後、数ミリ秒〜数十秒、ときには数分を越える刺激ルミネセンスの減衰現象である。
熱ルミネセンス装置は複雑かつ高価であり、合成ダイヤモンドと天然ダイヤモンドの弁別には適していない。
本発明
本発明は、請求項１、２、10、又は11に記載の如く、天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別する方法及び装置を提供する。また、請求項３〜９、及び12〜17に記載の如く、好ましく、あるいは、選択自由な特徴を有する上述の方法及び装置を提供する。
本発明によれば、携帯可能で、例えば、小規模の地質学研究室、宝石卸製造者、及び大規模宝石商小売団体でも利用できるように廉価かつ小型にし得る装置を用いて、ほとんど全てのダイヤモンドに対して、それが天然であるか人工であるかを決定することができる。
波長225nm未満の紫外線は、外部に漏れた場合、目や皮膚に対して危険であるが、完全な遮蔽を行うことができる。通常の光学装置は波長225nm未満の紫外線を減衰・吸収する。このため、紫外線を試料に照射するのにこれらの光学装置を用いることはできないが、紫外光を大きく減衰させることのない特別な光学装置を備えることが可能である。
ダイヤモンドは、その表面構造が弁別され得るような波長の紫外線励起状態の下で、できれば種々のダイヤモンドにより生成される種々のルミネセンス色を補助的に用いて観察される。ダイヤモンドの固定画像、すなわち、表面トポグラフが形成され、好ましくは拡大される。しかし、本方法は、好ましくは、ダイヤモンドを顕微鏡を通して肉眼で観察することにより実行される。目が低い光度に適応すれば良好な画像が観察される。
波長225nm未満の紫外放射は、すべての型のダイヤモンドと強く相互作用してルミネセンスを生ずる。従って、本発明の方法及び装置はいかなる型のダイヤモンドに対しても用いることができる。種々の型のダイヤモンド（天然であっても、人工であっても）に対して観察されるルミネセンス帯域は、一般にはスペクトルの可視部の広い波長範囲に分布する。このため、例えば、ダイヤモンドの成長域の配置を示し、従って、成長域の型を示すパターンを人が同定することができる。異なる成長型の領域は異なる色のルミネセンスを発光するので、これらを弁別することができる。同型の成長域は同色のルミネセンスを発光するが、その強度は異なる。合成ダイヤモンドは一般には２種類以上の型の成長域を示すので、天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別することができる。本方法はまた、天然ダイヤモンド表面に堆積した合成ダイヤモンドを検出することもできる。本発明は特に加工ダイヤモンド、すなわち、完全に、又は部分的に研磨されたダイヤモンドの試験に有効である。
成長領域を見ることによって天然ダイヤモンドを合成ダイヤモンドから弁別することが困難な場合、特に、単一の成長域しか存在せず、トポグラフィー情報がほとんど得られない場合には、観察者は色によってダイヤモンドが天然か人工かを同定することができる。
一般的なルミネセンス顕微技術は、ダイヤモンドに紫外光を照射し、ダイヤモンド全体が励起された状態で、試料ダイヤモンドの大部分からの刺激ルミネセンスの特徴を顕微鏡で観察する技術である。一般的なルミネセンス顕微技術は、ルミネセンスの幾何学的形状の調査には適していない。限定された平面に焦点が合わされたとしても、他のルミネセンスはコントラストを大きく低下させる。ダイヤモンド全体の複合画像が生成されても、その画像は解釈が非常に困難なものとなる。しかしながら、このような技術が成功するか否かは、ダイヤモンド材料の型及び発光の帯域強度に依存し、ダイヤモンドによって変化する。
本発明において、励起放射は結晶の奥深くまで侵入することはなく、実質的には表面領域のみが侵入・照射される。こうして、ダイヤモンドの表面領域が観察される。表面領域よりも深い領域から放出されるルミネセンスは、表面領域により生成されるルミネセンスを不明瞭にするほど強いものであってはならない。すなわち、ルミネセンスを誘起する照射放射は表面領域で十分に吸収されなければならない。
ダイヤモンド内部での紫外線放射の減衰の程度、従って、照射深さは、照射波長でのダイヤモンドの吸収係数に依存する。減衰は深さに対して逆指数関数的に変化する。ある型のダイヤモンドでは、225nmより長い波長の放射を用いた場合の吸収は、225nmにおけるほど強くはなく、ダイヤモンドの照射深さははるかに大きくなる。波長が225nmより長い場合のダイヤモンドの実際の照射深さは、外因性欠陥（窒素）に誘起される励起波長での吸収強度に依存する。かかる吸収強度はダイヤモンドによって大きく変動する。
こうして、誘起ルミネセンスは結晶体全体で生成され（吸収が十分弱い場合にもあてはまる）、表面で生成される画像のコントラストは低下する。
約225nm未満の波長では、ダイヤモンドの吸収係数はいずれの型においても非常に高く、ダイヤモンドの吸収係数は波長が減少するにつれて急激に増加する。不純物による吸収がない場合、約225nmにおける吸収係数は約50cm-1であり、223nmにおいては400cm-1よりも大きい。吸収分光学の限界は、約208nmにおける吸収係数5000cm-1である。約208nm以下では、吸収係数が大き過ぎて測定することができない。所定の波長において、減衰深さとは放射が入射強度に対して約13％に減衰される深さをいう。入射深さは2/Aで与えられる。ただし、Ａは所定の波長における吸収係数である。225nmから208nmの間では、減衰深さは400μｍから４μｍに減衰し、223nmでは50μｍである。一般に、ダイヤモンドに入射する放射の225nmより短い波長のみを透過する適当なフィルタを用いることにより、すべてのダイヤモンドにおいて、放射の大部分はダイヤモンドの表面から約50μｍの中でほぼ吸収される。より詳細には、225nmから190nmの範囲の均一な強度分布に対する実効侵入深さはほぼ50μｍより小さい。このように、表面領域は約50μｍの深さを有するとみなすことができる。そして、好ましくは、波長190nm以上の照射紫外線は、この深さ内で入射光強度（すなわち、波長で積分した値）の約13％に減衰される。223nm又は225nmを越える波長を有する照射の強度が、50μｍよりも数倍、例えば、３倍から４倍大きい深さで微小となる場合には、この深さで十分である。理想的には、照射放射の大部分の波長は225nmより僅かに短い。
より深い領域からの過度のルミネセンスを防止するため、照射光源は高い強度の可視放射（380nmを越える放射）を含むべきではない。可視放射は、ダイヤモンド本体内に伝達されてルミネセンスを生ずることがあるからである。更に、可視励起が存在しないことは、散乱可視励起光による表面領域でのルミネセンスの汚染が生じないことを意味する。理想的には、放射は225nmより低い紫外線放射に制限されるべきである。しかしながら、実際の具体化においては、ある程度の225nmを越える放射は許容される。一般的にいって、225nmを越えて380nm（可視放射の限界）までの照射放射の強度は、好ましくは、225nmより短い照射紫外線外放射の約50％以下、又は約25％以下、又は約15％以下、又は約10％以下、又は約５％以下である。大気中の酸素は約180nmより短い放射を遮断し、紫外用光学装置は通常、約180nm又は190nmより短い放射を遮断する。従って、225nmを越えて380nmまでの放射の、225nmより短い紫外線に対する割合を考慮する際に、例えば190nmより低い放射を無視することができる。
上述の如く照射し、照射を止め、リン発光を観察することのみで、天然ダイヤモンドをある型の合成ダイヤモンドとは弁別することができる。一般に、単にリン光を観察するのみでは、いくつかの異なる型のダイヤモンドを区別することができない。従って、リン光の観察は、好ましくはルミネセンスを観察する手順に対する付加的な手順として用いられる。この場合、リン光の観察により付加的な識別情報を得ることができる。
リン光は合成ダイヤモンドのある成長領域からのみ生成され、最大数分間持続して観察される。リン光は天然ダイヤモンドでは滅多に見られない現象であり、そのほとんどは、窒素不純物より大きな密度のボロンを含有するII b型ダイヤモンドのみに見られる。かかるダイヤモンドは一般には青色であり、半導体特性を有している。一方、リン光は、無色あるいはほぼ無色のダイヤモンド、及び、青色を生成するためにボロンでドープされたダイヤモンドを含めた、窒素濃度が低い合成ダイヤモンドにおいて一般に見られる現象である。ダイヤモンドは天然であると同定される（リン光が見られない場合）か、あるいは、更なる試験に委ねられる（リン光が見られる場合）。この方法では天然ダイヤモンドと合成の青色ダイヤモンドとを区別することはできないが、天然の青色ダイヤモンドは珍しいので、更なる試験に委ねられる天然ダイヤモンドは極く僅かである。
リン光を観察することは、２つの点で有用である。
ｉ）  成長域の情報が得られない場合には、励起紫外線の除去後、検知可能な時間だけ発光が持続すれば、ダイヤモンドは合成されたものと推測される。
ii）  ルミネセンス発光の色が類似しているために、成長域を不完全にしか定義できない場合に、紫外線が除去された際の成長域間のコントラストが強調される。リン光を生じない成長領域は黒く見える。
紫外線により生成されるルミネセンスを観察することにより、ダイヤモンド上に堆積された合成ダイヤモンド層を検出することがわかった。かかる方法は天然ダイヤモンド上に堆積された合成ダイヤモンドを検出するのに適しており、加工されたダイヤモンド、特に、完全に研磨されたダイヤモンドに適している。
いずれの場合にも、照射強度は観察可能なルミネセンスを得るために十分なものでなければならない。
本発明は更に実例により、添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係わる紫外線光ルミネセンス・トポグラフィ装置の構成部品、及び、可能な変化を示す。
図２は図１の装置の等角投影図を示す。
図３及び図４は本発明に係わる方法及び装置を用いて得られた合成ダイヤモンドの紫外線光ルミネセンストポグラフの例である。
図3a及び図4aは図３及び図４の主要な特徴を図式的に描いた図である。
図５及び図６は本発明に係わる方法及び装置を用いて得られた天然ダイヤモンドの紫外光ルミネセンストポグラフの例である。
図5a及び図6aは図５及び図６の主要な特徴を図式的に描いた図である。
図７は表面上に合成ダイヤモンドが堆積された天然ダイヤモンドの主要な特徴を、図3a、図4a、図5a、及び、図6aと同様に、図式的に描いた図である。
好ましい実施例
図１及び図２
図１は本発明に係わる紫外線光トポグラフィ装置の構成を示す。研磨されたダイヤモンド１及び支持手段２は、装置の他の部分に比して大きな縮尺で示している。支持手段２として、ばね式ピンセット、真空ピンセット、あるいは円錐形陥没など、任意の適当な手段を用いることができる。図示した支持手段２は、単に一例として示したものであり、ダイヤモンド１を把持するゴムパッドと、ダイヤモンド１の操作を行う、紫外線遮蔽用ゴム製ベローズ４を有する突き出しハンドル３とを備えたばね式ピンセットである。ダイヤモンド１のガードルは（図示の如く）いくつかの視点用に把持され、テーブル及びキューレットは他の視点用に把持される。
ダイヤモンド１は光源５により発生される短波長（225nm以下）の紫外線により照射される。水冷式Hamamatsu製150Wジューテリウム光源を用いることができるが、好ましい光源は190nmから1000nmを越えるすべての波長を含むUVリッチなキセノンフラッシュランプである。好ましいキセノンランプ照射装置は、キセノンランプとコンデンサとトリガートランスとからなるキセノンランプ部５と、電源部６とから構成される。コンデンサはランプに並列に接続され、電源部により所定の電圧に充電される。電源部は信号発生器からの信号に応じてトリガーパルスをトリガートランスに付与する。トリガートランスはランプに接続されており、フラッシュを開始させる。適当な照射装置は、一体型トリガートランス及びランプベースFYD506Liteと共に用いられるPS−450型AC電源と、CP−1229型１μF,600Vコンデンサと、FX−504U型キセノンフラッシュランプとからなり、これらはすべてEG＆Ｇ  Electro−Optics（Salem、MA、USA）により供給される。ランプは20Wの最大平均動作出力を有し、50〜200Hzの周波数で動作する。周波数を上昇させると実効強度が増加する。信号発生器は任意の適当なTTL方形波発生器でよいが、一例として、Digitron  Instruments社（Hertford,英国）が供給するLevell関数発生器TG301型がある。
光源５からの光線は、焦点距離25mmのグレード水晶レンズ７及び８により集束される。また、カットオン干渉フィルタが備えられている。フィルタ９は例えばOmega200nm紫外透過フィルタでもよいが、Corion社（Holliston、MA.、USA）の供給する、206nmでピークとなる透過率を有するG25  206Fフィルタが好ましい。ランプ５のスペクトル出力を考慮すると、Corionフィルタ９が透過する、225nmを越える（380nmまでの）紫外線の強度は、190nmから225nmの間の透過紫外線の約４％である。すなわち、透過される紫外線は、そのほとんどが225nmより短い波長である。
操縦可能な紫外グレードミラー10は、光をダイヤモンド１の表面へ導くために備えられている。検査中のダイヤモンド表面に生ずる光ルミネセンスのパターン画像が生成され、拡大手段すなわち顕微鏡11を用いて検査される。しかし、カメラすなわちCCD画像記録機12（略図で示している）を、後の検査や検査結果の処理のために備えられてもよい。顕微鏡光学部品のガラスは硬紫外線、例えば、波長300nm〜330nmの紫外線をすべて遮断し、いかなる場合でも顕微鏡11を透過する紫外線は極めて僅かである。任意の適当な顕微鏡11を用いることができるが、拡大装置のついた接眼レンズを有することが好ましい。顕微鏡11は高速フィルムに画像を記録するための装置、すなわち、カメラ12である。カラーフィルムを用いることができる。図２は、紫外線を遮蔽するためにケース13に収納された装置の一例を示す。支持手段２は、適当な遮蔽用ゴムシールを備えたスライド式の引出し14内に収容されている。電源のオン・オフ、電源周波数、及びミラー操縦の制御装置15、16、17は、略図的に示されている。本装置は携帯可能で、かなり小さな空間しか占めないように構成することができる。これにより、使い易く携帯可能な、天然ダイヤモンドと合成ダイヤモンドの弁別装置を提供することができる。例えば、光源５用の信号発生器及び電源６は215mm×310mm×110mmの空間を占めるに過ぎず、ケース12の長さ、幅、高さを約500mm×250mm×250mmにすることができる。しかしながら、ケースの寸法は例えば300mm×200mm×200mmにまで小型化することができる。
研磨されたダイヤモンド１を図１の装置を用いて観察する熟練したオペレータであれば、合成ダイヤモンドであることを示す混合晶癖成長を示す幾何学的パターンを見出そうとする。
例として、1ct.（0.2g）の円形ブリリアントカット・ダイヤモンド１の検査を、EG＆Ｇキセノンランプ５を周波数200Hzで用いることにより行うことができる。肉眼による検査の場合には、信号発生器は検査を完了するのに十分な長さだけオン状態に保たれる。トポグラフ写真の作成の場合には、信号発生器は用いられる写真フィルムと絞りに応じて数分間オン状態に保たれる。CCD画像記録機12を用いた記録の場合には数秒間で十分である。
透過フィルタ９及び紫外グレードミラー10を、１つのダイクロイック石英ガラス製操縦可能反射フィルタ21に置き換えることができる。反射フィルタ21はミラー10と同一の位置に挿入すればよい。フィルタ21の透過特性によれば、前面反射率は約200nmでピークとなる。225nmより長い波長では平均約２％の反射率を有しており、225〜380nmの範囲での反射放射強度は190nm〜225nmの反射紫外線強度の約20％である。従って、ほぼすべての波長が225nmより短い波長帯域をダイヤモンド１に照射することができる。放出される光ルミネセンスはフィルタ21によって顕微鏡11へ伝送される。フィルタ21の裏面の可視波長400〜700nmに対する反射防止コーティングにより、かかる伝送強度が増大されている。
図３、3a、４、4a、５、5a、６、6a、及び、７
図３、４、５、及び、図６は合成ダイヤモンド及び天然ダイヤモンドの紫外光ルミネセンス表面トポグラフの測定結果例を示す。
図３及び図４はそれぞれ、エメラルドカットされた合成ダイヤモンドのテーブル、及び、円形ブリリアントカットされた合成ダイヤモンドのテーブルの観察像を示す。ただし、図４にはダイヤモンドの一部のみを示している。図３に示す合成ダイヤモンドの光ルミネセンスは本質的には薄青色であり色帯を示していた。図４に示す合成ダイヤモンドの光ルミネセンスは、主に黄色であるが青色の領域も有しており、また、黄帯及び緑帯を示していた。領域31、32、33、34は図3a（図３の主要な特徴を示す）及び図4a（図４の主要な特徴を示す）において識別されており、異なる成長区域、及び、成長帯に起因する図4aにおける平行に走る溝部35を示している。これらの観察像は共に合成ダイヤモンドに特徴的な混合晶癖成長を示している。
図５及び図６は図３及び図４と同一条件の下で得られた、２つの円形ブリリアントカットされた天然ダイヤモンドの観察像を示す。図５及び図６の天然ダイヤモンドは、天然ダイヤモンドに特有の青色の光ルミネセンスを示している。ほとんどの天然ダイヤモンドはI a型であり、415nm（N3帯）で始まり長波長側へ広がる帯域にも起因して、青色ルミネセンスを放出する。かかる帯域は天然及び合成のII b型半導体ダイヤモンドから放出される青色帯にほぼ一致している。天然II a型ダイヤモンド（点欠陥密度が非常に低い）は、225nm以下の紫外線励起の下で、非常に弱いルミネセンスを示す傾向がある。
天然ダイヤモンド画像上のパターンは、ほぼ結晶のカットのみによって形成され、明瞭な帯はほとんど見られない。歪んだ正方形36は図5aで識別されているが、これが成長帯を示す唯一の形跡である。図6aはテーブルの中央部付近にのみ存在するいくつかの成長帯37を示す。これらのダイヤモンドを検査する本技術の熟練者であれば八面体成長のみを認識するであろう。図6aの隅の明領域38は内部亀裂からの光散乱によるものである。
図７は、研磨の前にテーブルに蒸着層が形成された円形ブリリアントカット天然ダイヤモンドの画像上のパターンを示す。ただし、ダイヤモンドの一部のみを示している。像中央のクラウン面はほぼ顕微鏡の焦点面に位置している。図７は、天然ダイヤモンド基板の成長帯39、及び、テーブルとクラウン面の隣接部分のCVD層とからの明瞭に異なるルミネセンス40を示す。ルミネセンス40は強度あるいは色が異なっている。
続いて、照射紫外線は遮断され、蛍光発光（紫外線光ルミネセンスの大半を形成する）は途絶える。すべてのリン光が現れて、肉眼で、又は、カメラすなわち画像記録機12を用いて、これらリン光を観察することができる。全体的形状では、トポグラフは図２〜図4aに示すものに類似しており、各区域の形状は同一である。しかし、ダイヤモンドによっては、リン光域がリン光を生じない背景領域に対してより明瞭となって目立つために、個々の区域の存在が強調されることがある。光源５にフラッシュランプを用いるか、又は、光路にシャッター41を挿入することにより、照射を遮断することができる。照射を遮断するのにいかなる手段を用いてもよいが、電源６のスイッチを切るか、あるいは、シャッター41を落とす等により、照射の遮断は速やかに行われるべきである。
以上は、本発明の一例として述べたものであり、本発明の範囲内で変更を加えてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図３ａ】
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【図４ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図５ａ】
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【図６ａ】
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【図７】
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