專利名稱：：在cvd金剛石中引入標(biāo)記的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及為金剛石材料，尤其由化學(xué)氣相沉積(以下簡(jiǎn)稱CVD)生產(chǎn)的單晶合成金剛石材料，進(jìn)行標(biāo)記或指印的方法，因此在金剛石材料中提供起源標(biāo)記(markoforigin)或指印(fingerprint)，或涉及能夠更容易地確定其合成屬性的手段。由CVD將諸如金剛石之類的材料沉積在基材上的方法現(xiàn)在是十分成熟的并且廣泛地描述在專利和其它文獻(xiàn)中。當(dāng)金剛石沉積在基材上時(shí)，該方法一般包括提供氣體混合物，該氣體混合物在離解時(shí)能夠提供原子形式的氫或鹵素(例如F，Cl)以及C或含碳的基團(tuán)和其它活性物質(zhì)，例如CHx，CFx，其中x能夠是1到4。另外，含氧源可以存在，與氮源和硼源一樣。氮?dú)饽軌蛞栽S多形式引入到合成等離子體中；典型地這些是N2，NH3，空氣和N2H4。在許多方法中惰性氣體如氦氣，氖氣或氬氣也可以存在。因此，典型的源氣體混合物含有烴CxHy，其中x和y能夠各自是1到10或鹵化碳CxHyHalz，其中x和z能夠各自是1到10和y能夠是0到10，以及任選的一種或多種下列組分COx，其中x能夠是0.5到2，O2，H2，N2，NH3，B2H6和惰性氣體。各氣體以它的天然同位素比存在，或相對(duì)的同位素比可以人工地控制；例如氫可以作為氘或氚存在，和碳可以作為12C或13C存在。源氣體混合物的離解是由能量源如微波，RF(射頻)能量，火焰，熱燈絲或噴射類技術(shù)來(lái)引起，所生產(chǎn)的反應(yīng)活性氣體物質(zhì)沉積在基材上并形成金剛石。CVD金剛石可以在各種基材上生產(chǎn)。取決于基材的性質(zhì)和工藝化學(xué)的細(xì)節(jié)，多晶或單晶CVD金剛石都可以生產(chǎn)。生產(chǎn)CVD單晶金剛石的方法的復(fù)雜化水平的發(fā)展是指這一材料變得越來(lái)越適合用于工業(yè)應(yīng)用中或用于裝飾性應(yīng)用如珠寶飾物用的合成寶石。然而，在許多應(yīng)用中需要提供測(cè)定在這些應(yīng)用中使用的合成金剛石的來(lái)源的方法，以便核實(shí)它的起源或合成屬性。本發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了在CVD單晶金剛石材料中引入起源標(biāo)記如商標(biāo)或指印的方法，該方法包括以下步驟提供金剛石基材，提供源氣體，離解該源氣體因此實(shí)施同質(zhì)外延金剛石生長(zhǎng)，和以控制的方式將摻雜劑引入到源氣體中以便在合成金剛石材料中形成起源標(biāo)記或指印，選擇該摻雜劑以便該起源標(biāo)記或指印在正常觀察條件下是不易檢測(cè)的或不影響該金剛石材料的感覺(jué)到的質(zhì)量(perceivedquality)，但是該起源標(biāo)記或指印在特定條件下，例如當(dāng)暴露于特定波長(zhǎng)的光或輻射時(shí)，是可檢測(cè)的或致使可檢測(cè)的(rendereddetectable)。起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)可以是目視檢測(cè)或使用例如特定的光學(xué)儀器設(shè)備的檢測(cè)。該起源標(biāo)記或指印優(yōu)選是以在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到該金剛石材料中的一個(gè)或多個(gè)層或區(qū)域的形式提供。在CVD單晶金剛石材料中的此類起源標(biāo)記或指印在具有高的商品或珠寶質(zhì)量的CVD金剛石中是最合適的。此類高質(zhì)量CVD金剛石材料的合成最好是通過(guò)使用一種具有基本上無(wú)晶體缺陷的在其上進(jìn)行生長(zhǎng)的表面的金剛石基材來(lái)進(jìn)行的，并且這構(gòu)成了本發(fā)明的方法的優(yōu)選型式。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，該摻雜劑是氮，它產(chǎn)生起源標(biāo)記或指印(優(yōu)選呈現(xiàn)層的形式)，該起源標(biāo)記或指印在合適的短波長(zhǎng)激發(fā)下以它們的相關(guān)電子振動(dòng)體系顯示出575nm和/或637nm發(fā)光峰。氮摻雜的層還顯示出在533nm下的光致發(fā)光線。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，該摻雜劑是氮和硼的結(jié)合物，其中硼優(yōu)選是以比氮更高的濃度存在，該摻雜劑形成起源標(biāo)記或指印(優(yōu)選呈現(xiàn)層的形式)，在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下產(chǎn)生了峰典型地在400nm-500nm之間的特征磷光。在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下產(chǎn)生575/637nm發(fā)光和400nm-500nm磷光的這些層的結(jié)合物在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到該金剛石材料中。本發(fā)明的再一個(gè)備選實(shí)施方案是具有在光激發(fā)下發(fā)射737nm輻射的中心的一個(gè)層或區(qū)域的作標(biāo)記。這一光中心的準(zhǔn)確身份是不確定的，雖然認(rèn)為它包括硅；在下面稱作該737nm硅相關(guān)中心。盡管在575/637nm下的發(fā)光和在400nm-500nm范圍內(nèi)的磷光能夠在合適的觀察條件下由肉眼容易地檢測(cè)到，但是從該737nm硅相關(guān)線發(fā)出的發(fā)光的檢測(cè)一般更容易使用具有積分電容器的光學(xué)儀器設(shè)備來(lái)檢測(cè)到，并且典型地得到模擬顯示形式的輸出。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了在本體中帶有起源標(biāo)記或指印的CVD單晶金剛石材料，該起源標(biāo)記或指印是在它的合成過(guò)程中生長(zhǎng)到金剛石材料中，優(yōu)選根據(jù)以上所述的方法。該單晶金剛石材料可以為一定范圍的工業(yè)應(yīng)用所制備，尤其其中合成金剛石材料對(duì)于使用者是可視元件的或其中合成金剛石元件是可再使用的或需要定期再加工的那些應(yīng)用，例如金剛石切割刀如解剖刀就是這種情況。另外地，該單晶金剛石材料可以制備成或適合制備成用于珠寶飾物應(yīng)用中的合成寶石。本發(fā)明還延伸到了檢測(cè)在CVD單晶金剛石材料、物體或合成寶石中的起源標(biāo)記或指印的裝置，該裝置包括引起起源標(biāo)記或指印的激發(fā)，導(dǎo)致它的發(fā)光和/或發(fā)磷光的特殊波長(zhǎng)的光源或輻射源；和檢測(cè)該起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)器，例如觀察該發(fā)光和/或發(fā)磷光的觀察器，或可以測(cè)量該特定發(fā)光和/或發(fā)磷光的強(qiáng)度的儀器；其形式例如是模擬或數(shù)字電信號(hào)，或顯示器讀數(shù)。該裝置優(yōu)選包括用于觀察由起源標(biāo)記或指印發(fā)射的波長(zhǎng)的一定范圍的濾光片，以及排除背景白光或用于激發(fā)指印或起源標(biāo)記的波長(zhǎng)，或?qū)τ谟^察由該標(biāo)記發(fā)射的波長(zhǎng)有害的所存在的任何其它背景波長(zhǎng)的設(shè)備。該特征發(fā)光和/或磷光能夠以直接在金剛石材料中可檢測(cè)的特殊圖像的形式觀察，或它可通過(guò)使用諸如電荷耦合器件(ccd)或成像設(shè)備如數(shù)字式攝像機(jī)之類的儀器來(lái)觀察。另外地，該發(fā)光和/或磷光可以由光譜設(shè)備如一個(gè)或多個(gè)特定的帶通濾波器和/或頻率特定的傳感器，或緊湊型分光光度計(jì)來(lái)表征。這些技術(shù)能夠相結(jié)合，例如合適的濾光片與ccd攝像機(jī)相結(jié)合使用以形成頻率特定的圖像。該裝置還可以包括放大合成金剛石材料的圖像的放大設(shè)備。優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明提供了用于標(biāo)記合成金剛石材料(尤其被制備之后用于諸如刀具或CVD合成金剛石寶石之類的工業(yè)應(yīng)用中的此類材料)的方法。該標(biāo)記方法使得可以測(cè)定起源，該起源標(biāo)記或指印包括在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到金剛石中的一個(gè)或優(yōu)選多個(gè)層，它們?cè)谡Ｓ^察條件下基本上不影響該金剛石的所察覺(jué)的光學(xué)或珠寶質(zhì)量，或不會(huì)顯著影響與預(yù)定應(yīng)用有關(guān)的任何其它的為應(yīng)用特定的性質(zhì)，但它們能夠在特殊的觀察條件下觀察到。為了方便起見(jiàn)，包括這一起源標(biāo)記或指印的該層可以稱作標(biāo)識(shí)(tagging)層。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，該術(shù)語(yǔ)“指印”或“起源標(biāo)記”被認(rèn)為包括可以提供一種或多種下列益處的特征a)該材料的合成屬性的基本鑒別；b)制造廠商或制造方法的鑒別；c)商標(biāo)標(biāo)記或其它特征性標(biāo)記；d)批標(biāo)記或日期戳；e)能夠利用來(lái)檢測(cè)該金剛石或從該金剛石形成的制品的后加工或修飾的手段(means)。該指印或起源標(biāo)記必須還相對(duì)簡(jiǎn)單以施加于或引入到該材料中，并且類似地可以通過(guò)使用簡(jiǎn)單、低成本、緊湊和相對(duì)便攜式的設(shè)備按照相對(duì)不熟練的操作來(lái)觀察或檢測(cè)。至于低成本，是指該設(shè)備優(yōu)選是＜$10,000，和更優(yōu)選＜$5,000，和甚至更優(yōu)選＜$2,000，和再更優(yōu)選＜$1,000。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，具體地說(shuō)排除了僅僅以改變?cè)诮饎偸性仄x天然豐度的同位素比為基礎(chǔ)的標(biāo)記方式。標(biāo)記材料的同位素變化在很大范圍的材料中是已知的，尤其在實(shí)驗(yàn)室方法中。在金剛石中此類方法包括兩個(gè)可能的變型。1)改變碳的同位素豐度，即，使用同位素富集12C或13C的碳源。為此該問(wèn)題是兩方面的a.同位素富集12C或13C源氣體是非常昂貴的，顯著提高了制造成本，和b.同位素變化的檢測(cè)需要復(fù)雜和昂貴的設(shè)備和高水平的技巧來(lái)操作和理解。此外大多數(shù)的技術(shù)主要看表面和局部特征，而不是在整個(gè)本體中的特征的該本體和圖案。特定的技術(shù)包括次級(jí)離子質(zhì)譜法(它也會(huì)損壞樣品)，拉曼分析(可能與共焦技術(shù)相結(jié)合)，和高分辨率X-射線衍射，等等。2)改變?cè)谠摻饎偸辛硪环N元素如氮的同位素比。此類技術(shù)主要與其中氮和其它元素的濃度是較高(例如氮能夠在100-800ppm范圍內(nèi))的HPHT合成金剛石相關(guān)。與此相關(guān)的問(wèn)題類似于與碳同位素變化相關(guān)的那些問(wèn)題，在于a.同位素富集氣體是昂貴的，增加制造成本b.檢測(cè)是復(fù)雜的，昂貴的和需要熟練技術(shù)的。檢測(cè)進(jìn)一步在典型的CVD金剛石中顯示復(fù)雜的是雜質(zhì)元素在該金剛石中的低濃度，常常在固體中低于1ppm，這樣適用于HPHT金剛石的一些技術(shù)不適合于CVD金剛石。因此，雖然在有些情況下有理由將同位素變化與本發(fā)明的方法相結(jié)合，例如為了提供不易檢測(cè)的附加特征，本發(fā)明排除了同位素變化的必須使用。在本說(shuō)明書(shū)中，同位素?fù)诫s劑是指這樣的摻雜劑，其同位素豐度故意地不同于天然同位素豐度，從而可以比較在該材料中的同位素豐度上可檢測(cè)的變化?；瘜W(xué)摻雜劑是指這樣的摻雜劑，它提供不同的化學(xué)元素，從而可以比較在該材料內(nèi)元素的可檢測(cè)的變化，至少以這些其它元素的特征性的缺陷中心的形式。此外，在特殊的觀察條件下指印或起源標(biāo)記的檢測(cè)是指特征性波長(zhǎng)或顏色的光的檢測(cè)，該光是在特殊條件下由標(biāo)記發(fā)射的和直接由觀察者的肉眼檢測(cè)到的，或間接地由光檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)到的，該光檢測(cè)器則提供了人可檢測(cè)的輸出的一些方式，一般為可見(jiàn)的模擬輸出，雖然該輸出可以由檢測(cè)儀器轉(zhuǎn)化成該信號(hào)是否高于或低于閾值的一種指征。一般，優(yōu)選的檢測(cè)方法是直接由觀察者的肉眼來(lái)進(jìn)行，因?yàn)檫@提供了空間信息的機(jī)會(huì)，其中包括雙眼或深度信息，并且提供了特別便宜的解決方案。對(duì)于后面給出的一個(gè)特定例子—該737nm硅相關(guān)線，眼睛一般沒(méi)有足夠的敏感性來(lái)檢測(cè)所實(shí)現(xiàn)的典型發(fā)射水平，而波長(zhǎng)選擇和光能檢測(cè)的簡(jiǎn)單方法可能是優(yōu)選的，并能夠仍然提供于簡(jiǎn)單、低成本、緊湊和相對(duì)便攜式的設(shè)備中。舉例來(lái)說(shuō)，金剛石解剖刀片常常是可再使用的，定期返回到制造廠商以制備新的刀刃。在該應(yīng)用中使用的起源標(biāo)記或指印能夠充當(dāng)下列功能中的一種或多種，雖然它們的目的也許不限于這些例子a)允許合成金剛石解剖刀的特定制造廠商可以被制造廠商或被市場(chǎng)鑒定。這能夠由制造廠商利用來(lái)確保只有它自己的刀被接受進(jìn)行再加工，并改進(jìn)了在加工程序內(nèi)或在市場(chǎng)中詳細(xì)地跟蹤該刀的能力。b)提供了被利用來(lái)產(chǎn)生區(qū)別標(biāo)記如商標(biāo)，但不降解在其最終應(yīng)用中的材料的一種手段。在合成金剛石解剖刀片上的常規(guī)可見(jiàn)的鑒別標(biāo)記無(wú)法被一些應(yīng)用所接受，歸因于衛(wèi)生保健，均勻透明度，或簡(jiǎn)單地市場(chǎng)期望或接受程度的要求。c)增強(qiáng)該金剛石材料的合成屬性的鑒別。合成金剛石能夠在許多工業(yè)應(yīng)用中提供更大的可再現(xiàn)性和控制，因此提供更佳產(chǎn)品。d)提供了被利用來(lái)鑒定該合成金剛石材料的修飾的一種手段，該修飾包括改變物理形狀和退火處理如改變顏色的那些處理。進(jìn)一步舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于CVD金剛石在合成寶石中的應(yīng)用，起源標(biāo)記或指印能夠充當(dāng)下列功能中的一個(gè)或多個(gè)，隨后其目的也許不限于這些例子a)允許CVD合成寶石的特定制造廠商可以被制造廠商或被市場(chǎng)鑒定。b)提供了被利用來(lái)產(chǎn)生區(qū)別標(biāo)記如商標(biāo)的一種手段。c)增強(qiáng)該金剛石材料的合成屬性的鑒別。d)提供了被利用來(lái)鑒定該CVD合成金剛石材料的修飾的一種手段，該修飾包括改變物理形狀和退火處理如改變顏色的那些處理。起源標(biāo)記或指印的準(zhǔn)確功能典型地確定優(yōu)選的標(biāo)記的形式。按照它們的最簡(jiǎn)單的形式，該標(biāo)記僅僅占該金剛石層、物體或合成寶石的相當(dāng)大的部分或構(gòu)成了在它們之內(nèi)的單個(gè)寬層，而顯示出了只有在特定的人工觀察條件下可觀察到的非自然特性，并且不會(huì)顯著地影響在正常照度下從該層制備的任何物體的顏色。該標(biāo)記的明顯人工要素(artificialelement)來(lái)源于它的顏色，可能與為了觀察該顏色所施加的特定人工條件相結(jié)合，或在整個(gè)層內(nèi)標(biāo)記層的邊界或分布的幾何結(jié)構(gòu)，這主要作為該幾何結(jié)構(gòu)(用它來(lái)截取該層、物體或合成寶石的邊界)來(lái)觀察或按照當(dāng)從一個(gè)或多個(gè)特定的視角度觀察時(shí)會(huì)影響到具有給定的幾何結(jié)構(gòu)的物體的外觀的方式來(lái)觀察。在更復(fù)雜的形式中，為了產(chǎn)生區(qū)別標(biāo)記如商標(biāo)，該起源標(biāo)記或指印一般包括一個(gè)或多個(gè)組的特征層，這些層周期性地分布在該金剛石層、物體或合成寶石之中或?qū)τ趩蝹€(gè)組的特征層而言處于合適的位置，一般不太靠近該物體的邊緣當(dāng)中的一個(gè)，以使該材料的最小程度除去將可以除去它，一般也沒(méi)有要求該標(biāo)記被在正常使用中基本上永久地附著于該物體上的組分所隱藏和變得難以觀察。對(duì)于合成寶石而言，單組的特征層可以位于琢石的厚度的中間，或如果偏離該中間，則優(yōu)選地偏離以便增強(qiáng)該層的預(yù)定益處。一層在寶石內(nèi)的理想定位是由多個(gè)因素決定的a)標(biāo)識(shí)層不應(yīng)容易地除去，因此在總體上不接近外表面如多面體寶石的頂面或底面。b)該標(biāo)識(shí)層不應(yīng)該為寶石提供可見(jiàn)的顏色。標(biāo)識(shí)層對(duì)于寶石顏色的影響取決于該標(biāo)識(shí)層材料的固有的光學(xué)吸收性能和到達(dá)觀察者的眼睛的光線層之內(nèi)的光路長(zhǎng)度。后者取決于該層的定位和厚度。它還與寶石的切割有關(guān)，雖然歸納總結(jié)是可能的。c)該標(biāo)識(shí)層應(yīng)該在定位時(shí)要求在任何安裝中正常地不容易掉落(如珠寶飾物鑲嵌)，該層的體積能夠通過(guò)在鑒定過(guò)程中所使用的故意地施加的外界光源來(lái)有效地激發(fā)，關(guān)鍵點(diǎn)是這一光分布與在正常觀察條件下的光分布不同，例如是高強(qiáng)度的平行光束而不是更散射的光。d)該標(biāo)識(shí)層應(yīng)該在定位之后要求在任何安裝中正常地不容易掉落(如珠寶飾物鑲嵌)，由標(biāo)識(shí)層發(fā)射的光的主要部分可以到達(dá)觀察者或其它檢測(cè)器件。雖然這看起來(lái)是不言自明的，但由于金剛石的高折光指數(shù)而使得在金剛石中全內(nèi)反射的角度僅僅與法向入射偏離22.4°并且得到了一些出乎意外的結(jié)果，下面將進(jìn)一步討論。再一次這與寶石的切割是敏感性相關(guān)的，但能夠進(jìn)行一些歸納總結(jié)。e)方面(b)-(d)相互作用，理想地使得該標(biāo)識(shí)層或它的主要體積處在最終的合成寶石中的某位置，該位置最有效地發(fā)光和最有效地將發(fā)射的輻射返回到該觀察者或檢測(cè)系統(tǒng)，但它不對(duì)于寶石的可見(jiàn)顏色提供所述影響作用的過(guò)度增進(jìn)。全內(nèi)反射對(duì)于從CVD金剛石板或碎石的該體積中產(chǎn)生的發(fā)光的觀察效果的影響現(xiàn)在需要加以考慮。作為一個(gè)例子，考慮具有全部屬于{100}型的精確平面的矩形平板。給定方向的外界光束無(wú)論在金剛石的什么方向進(jìn)入該金剛石中，折射導(dǎo)致光束在界面上彎曲更接近該界面的法向。有可能被平行于不同軸的一個(gè)面實(shí)施內(nèi)部反射一次但然后再次離開(kāi)該樣品，在單輪通過(guò)該樣品之后基本上離開(kāi)。然而，當(dāng)發(fā)光從寶石的體積中產(chǎn)生時(shí)它的發(fā)射方向一般在貫穿整個(gè)立體角來(lái)相等分布(雖然有可能鑒定到具有發(fā)射的不均勻圖案的一些缺陷)。然后想象均勻照射野的4π立體角，由全內(nèi)反射與該板的各個(gè)面相互作用。不在該3種表面型({100}，{010}，{001}中的一種表面的法向的22.4°之內(nèi)的任何輻射將永久地完全內(nèi)部反射?，F(xiàn)在想象小角切割面。將能夠從該樣品的整個(gè)體積中在其法向的22.4°之內(nèi)發(fā)射出全部?jī)?nèi)部入射在其(切割面)上的輻射，這一輻射的非常少的部分通過(guò)該板的主表面逃逸。因此，在這種情況下，從不平行于主要切割面的其它切割面觀察到強(qiáng)發(fā)射。然而，在發(fā)射的各切割面上該發(fā)射光發(fā)生折射主要地填充以該切割面的平面的法向?yàn)橹行牡牧Ⅲw角的半球。從這一簡(jiǎn)單例子可以清楚地看出，進(jìn)入到三維金剛石物體中的激勵(lì)源和在該物體之內(nèi)產(chǎn)生的光線發(fā)射的行為能夠是截然不同的。作為將上述解釋置于本文背景中的附加例子，在典型的球形多面形琢型(brilliantcut)的合成金剛石寶石中，接近頂面的層一般可能影響到該寶石的可見(jiàn)顏色并且相對(duì)容易被特定的源所激發(fā)，但是也許不會(huì)在經(jīng)由頂面發(fā)射出的光束中提供良好的強(qiáng)度，因?yàn)榕c頂面的法向偏離22.4°以上的全部光將全部?jī)?nèi)部反射，則可以在腰棱(girdle)以下離開(kāi)該寶石。相反，接近該多面體寶石的底面的層一般較少影響到寶石的可見(jiàn)顏色，需要更小心地控制該激發(fā)光束張角和分布以便讓它被有效地激發(fā)，但是由于在腰棱以下的那些底側(cè)翻光面上的全內(nèi)反射射向多面體寶石的底面上的結(jié)果，可以更有效地提供光的發(fā)射。一種特殊類型的層是這樣的層，其中主要活性雜質(zhì)是NV0和NV-中心的形式的氮，這兩種中心在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下分別產(chǎn)生575nm和637nm發(fā)光線，連同它們的相關(guān)的電子振動(dòng)譜帶。這些發(fā)射的結(jié)合看來(lái)似乎是桔黃色/紅色并且泛指為“桔黃色發(fā)光”。當(dāng)除去激發(fā)源時(shí)，此類發(fā)光基本上瞬間熄滅。盡管在合適的人工照射條件下、在正常的觀察條件下和根據(jù)在本發(fā)明中的設(shè)想適當(dāng)?shù)剡x擇缺陷密度和/或總?cè)毕輸?shù)的情形下是清楚看見(jiàn)的，但是這一類型的中心不會(huì)顯著改變?cè)搶毷母杏X(jué)到的顏色。另一個(gè)特殊類型的層是其中主要雜質(zhì)是硼和合適給體如氮的一種層。給體-受體對(duì)復(fù)合(recombination)可以在該層中發(fā)生和該層然后在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下顯示出在400nm-500nm范圍內(nèi)，典型地在500nm左右的寬頻帶峰上的特征發(fā)藍(lán)光。磷光積聚和然后在激發(fā)源下的該段時(shí)間中隨時(shí)間而飽和，并且在激發(fā)源移走之后隨著它的強(qiáng)度衰減一段時(shí)間后變成可見(jiàn)的，該時(shí)間段典型地是幾秒，雖然它能夠是長(zhǎng)至一分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間。在這一類型的層中氮具有兩個(gè)重要作用為給體/受體對(duì)復(fù)合提供給體，和，通過(guò)補(bǔ)償硼，減少了B相關(guān)的吸收，這另外可以引起可觀察到的藍(lán)顏色。在合適的人工照射條件下給體-受體發(fā)光和磷光對(duì)于該層來(lái)說(shuō)顯然是可見(jiàn)的，在正常的觀察條件下，沒(méi)有顯著地改變?cè)摻饎偸矬w的所察覺(jué)的顏色。其它給體，如內(nèi)在缺陷，可以有助于這一類型的發(fā)光和磷光。特別理想的排列是這兩種類型的層在未標(biāo)記的材料中同時(shí)都存在，可能交替地使用或按其它的圖案使用。另外地，一種類型的層，優(yōu)選該桔黃色發(fā)光層，可以填充由另一個(gè)層所占據(jù)的基本上全部體積。較短波長(zhǎng)激發(fā)能夠進(jìn)行選擇以便同時(shí)激發(fā)(575nm/637nm)桔黃色發(fā)光和(500nm)藍(lán)譜帶磷光，或能夠使用波長(zhǎng)的合適組合。觀察標(biāo)記的方法部分地與所使用的激發(fā)波長(zhǎng)有關(guān)。通過(guò)使用亞帶隙照射(即沒(méi)有足夠的能量激發(fā)電子以使之完全跨越在金剛石中的帶隙的光，因此正常不能由金剛石本身吸收)，該輻射將可以透過(guò)該寶石的體積，僅僅被在摻雜的標(biāo)記物層中的缺陷所吸收，使得該摻雜的標(biāo)記物層的體積被激發(fā)。因?yàn)閺倪@些層中發(fā)射出的波長(zhǎng)也被金剛石透射(雖然可以在這些層中的缺陷中發(fā)生一些吸收)，觀察該寶石的人(例如通過(guò)寶石的頂面觀察)將能夠看見(jiàn)在該金剛石體積內(nèi)發(fā)射該顏色的所述層的相當(dāng)大的面積。在切斷該激發(fā)源之后，因?yàn)樵摻埸S色發(fā)光用該激發(fā)源關(guān)掉，從CVD金剛石材料或在其之內(nèi)的標(biāo)識(shí)層發(fā)射出的光的所察覺(jué)顏色將從桔黃色，或一些桔黃色/藍(lán)色結(jié)合，變化到藍(lán)色。這將被稱作該桔黃色/藍(lán)色閃光。顏色變化上的該可見(jiàn)性，尤其該桔黃色組分相對(duì)于藍(lán)色磷光的該可見(jiàn)性，需要使用合適的濾光片來(lái)增強(qiáng)。亞帶隙照射是用于簡(jiǎn)單提示在一塊合成寶石中有標(biāo)記存在的優(yōu)選的激發(fā)波長(zhǎng)，允許它通過(guò)該琢石的頂面來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，甚至當(dāng)這些層在該材料中處于更低位置時(shí)。在以合成寶石的形狀形成該材料的一些情況下，優(yōu)選的是將這些層置于該寶石的腰棱以下，因此這些層的邊緣一般通過(guò)安裝來(lái)隱藏。在其它情況下優(yōu)選的是將這些層放置在該腰棱上，讓這些邊緣可以在冠切割面上被看見(jiàn)。越接近于這些層所處的該合成寶石的中心，越難以在沒(méi)有較大的重量損失的情況下通過(guò)再拋光該寶石來(lái)除去該標(biāo)記。該桔黃色/藍(lán)色閃光特別是這些特殊的標(biāo)記用層的組合的特征。它提供了在天然金剛石中不可見(jiàn)的或在合成寶石中可能偶然地發(fā)生的獨(dú)有的特征。本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將會(huì)理解，通過(guò)使用在金剛石材料中的其它類型的缺陷使得其它顏色組合成為可能，而且本發(fā)明不限于任何具體的顏色和/或觀察條件，但一般延伸到正常在天然金剛石中無(wú)法觀察到的任何可見(jiàn)的區(qū)別標(biāo)記，它不會(huì)顯著地降低在正常觀察條件下該層或?qū)毷目梢?jiàn)特征。通過(guò)使用高于帶隙的照射(即有足夠能量激發(fā)電子使之完全跨越在金剛石中的帶隙的光)，該金剛石材料本身直接吸收該入射輻射和限制該穿透深度到接近寶石的表面。這將潛在性地將該層的可見(jiàn)性限制到接近寶石表面的那些面積，它們直接暴露于人工照射。兩種效果可以增寬其中照射輻射線被吸收或觀察到響應(yīng)的區(qū)域(region)，第一種是激勵(lì)輻射接近帶隙，這樣在金剛石材料中輻射的衰減會(huì)增大但仍然不能將穿透度限制到在表面上的幾個(gè)微米深度，和第二種是在表面上被入射輻射所激發(fā)的電荷載流子能夠進(jìn)一步漂移到金剛石制品中和然后引起這些層的激發(fā)進(jìn)一步深入到本體中。這一現(xiàn)象發(fā)生的能力取決于各種因素，其中包括總體純度和該合成金剛石材料的在特意標(biāo)記的層之外的晶體完整性。然而，使用高于帶隙的輻射的好處一般是將所激發(fā)的區(qū)域限制到金剛石制品的表面和因此提供了各層的圖案的更大清晰度，雖然觀察這一細(xì)節(jié)常常需要更復(fù)雜的觀察設(shè)備，尤其考慮到各層的厚度。在該范疇中，僅僅觀察各層的所暴露邊緣和考慮使用交替的桔黃色發(fā)光和藍(lán)色發(fā)磷光層的特定例子，兩個(gè)層在激發(fā)過(guò)程中是可見(jiàn)的但是在激發(fā)停止之后只有顯示藍(lán)色譜帶磷光的層將是可見(jiàn)的。高于帶隙的照射特別可用于a)使得預(yù)定作為商標(biāo)的一種標(biāo)記的詳細(xì)幾何結(jié)構(gòu)可以被觀察到，和b)其中各層的幾何結(jié)構(gòu)用于強(qiáng)調(diào)該材料的合成屬性，其中空間或臨時(shí)分離的顏色單獨(dú)不是足夠的。當(dāng)使用單個(gè)標(biāo)記層時(shí)，這可以占據(jù)整個(gè)層，物體或合成寶石的相當(dāng)大的體積。當(dāng)在單個(gè)組或圖案中使用一個(gè)或多個(gè)層，則這些層中的每一個(gè)的厚度的下限典型地超過(guò)10μm，更典型地超過(guò)20μm，甚至更典型地超過(guò)50μm，甚至更典型地超過(guò)100μm，和最典型地超過(guò)200μm，和這些層中的每一個(gè)的厚度的上限典型地低于1000μm，更典型地低于600μm，甚至更典型地低于400μm和最典型地低于250μm時(shí)，該基本標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)于所使用雜質(zhì)的濃度和相關(guān)的吸收和發(fā)光特性，這些層是足夠薄的，以致于當(dāng)在正常光線下觀察時(shí)不會(huì)顯著使該琢石顯顏色，同時(shí)還應(yīng)該是足夠的厚以便在所選擇的激發(fā)波長(zhǎng)下提供足夠的可見(jiàn)性。附加要求是這些層有足夠的厚度以使它們的幾何結(jié)構(gòu)可以精確地測(cè)量，例如通過(guò)使用如前面所述的高于帶隙的觀察器。再一種組合是一個(gè)標(biāo)記層或特征結(jié)構(gòu)在金剛石物體的大部分或總體上延伸，只是在這一區(qū)域內(nèi)形成第二層。當(dāng)一種或多種層重復(fù)使用或重復(fù)的圖案在寶石的整個(gè)體積中擴(kuò)展，則單個(gè)層可以更薄時(shí)，關(guān)鍵參數(shù)是同一類型的全部層的總厚度。在這種情況下這些層中的每一個(gè)的厚度的下限典型地超過(guò)2μm，更典型地超過(guò)5μm，和最典型地超過(guò)10μm，以及這些層的厚度的上限典型地低于100μm，更典型地低于50μm，甚至更典型地低于20μm。尤其，暫時(shí)排除從全內(nèi)反射的效果所引起的前面所述的幾何方面的問(wèn)題，當(dāng)通過(guò)使用亞帶隙輻射幾乎垂直該標(biāo)記層的平面進(jìn)行觀察時(shí)，關(guān)鍵的參數(shù)是貫穿已凸出到該層的平面上的層厚度的那些發(fā)射中心的濃度。也就是說(shuō)，該層的所觀察的亮度與激勵(lì)輻射的強(qiáng)度，濃度/每單位的輻射中心的體積，和層厚度的乘積成正比例。其它效果也能夠有助于所觀察的強(qiáng)度，其中包括在該材料的其它地方中的自吸收的效果。因此當(dāng)摻雜劑的濃度是極低時(shí)較厚的層是優(yōu)選的。此類條件受益于對(duì)于總體生長(zhǎng)過(guò)程有最小影響的要求。相反，當(dāng)觀察在高于帶隙的激發(fā)中的各層的邊緣時(shí)，取樣的材料的深度主要由該輻射波長(zhǎng)固定和因此所觀察的光將與激勵(lì)輻射的強(qiáng)度和濃度/每單位的相關(guān)缺陷中心的體積的乘積成正比，其中層的厚度決定發(fā)射面積的橫向伸展。通過(guò)增加所觀察的面積，較厚的層可以再次協(xié)助改進(jìn)當(dāng)摻雜劑的濃度是低的時(shí)的可見(jiàn)性。第三種情況是當(dāng)通過(guò)在琢磨過(guò)的寶石中使用亞帶隙輻射時(shí)幾乎垂直于標(biāo)記層的平面進(jìn)行觀察時(shí)。這在后面更詳細(xì)地描述，其中在較低的切割面上的全內(nèi)反射支配著該行為。這里，雖然該觀察方向明顯垂直于該層的平面，但是實(shí)際上所觀察到的光束主要地平行于該層，一直到發(fā)生全內(nèi)反射為止，因此關(guān)鍵的參數(shù)是貫穿已凸出到該層的平面上的層厚度的那些發(fā)射中心的濃度。也就是說(shuō)，該層的所觀察的亮度將與激勵(lì)輻射的強(qiáng)度，濃度/每單位的輻射中心的體積，和該層的橫向伸展的乘積成正比。其它效果也可以有助于所觀察的強(qiáng)度，其中包括在該材料中其它地方的自吸收的效果。各種雜質(zhì)的有用的濃度已經(jīng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)并發(fā)現(xiàn)已在下面詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將會(huì)理解，在所使用的生長(zhǎng)過(guò)程的類型，其它雜質(zhì)中心或結(jié)構(gòu)缺陷(它們例如導(dǎo)致發(fā)光的熄滅或電荷狀態(tài)的變化)的濃度，和因此用于標(biāo)識(shí)層的雜質(zhì)的光學(xué)特性之間有相當(dāng)大的相互作用。另外，眾所周知的是，雜質(zhì)的吸收隨相關(guān)金剛石的特定的生長(zhǎng)扇形面而變化，例如該{111}生長(zhǎng)扇形面常常比該{100}生長(zhǎng)扇形面吸收更高濃度的雜質(zhì)。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面給出的數(shù)據(jù)與該{100}生長(zhǎng)扇形面有關(guān)并且在涉及到其它生長(zhǎng)扇形面時(shí)需要合適的修正。因此，通過(guò)使用微波方法如在實(shí)施例1中詳細(xì)描述的方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了在適合于標(biāo)識(shí)的水平上產(chǎn)生該575nm發(fā)光，同時(shí)將對(duì)于顏色和可見(jiàn)吸收的影響減少到可接受的程度，在氣相中分子氮濃度的最佳值是在一個(gè)范圍內(nèi)，該范圍的上限優(yōu)選是10ppm，更優(yōu)選3ppm，甚至更優(yōu)選1ppm，甚至更優(yōu)選0.5ppm和最優(yōu)選0.2ppm，和下限優(yōu)選是0.01ppm，更優(yōu)選0.05ppm，和最優(yōu)選0.1ppm。按照引入到該材料的實(shí)心部分中的氮計(jì)算，在這些低水平下這并不總是容易在金剛石中表征，但是一般根據(jù)原子分?jǐn)?shù)來(lái)測(cè)量，該原子分?jǐn)?shù)比在氣相中分子濃度的分?jǐn)?shù)低大約103-104。分子氮不是唯一有用的氮源，例如NH3也是有用的，雖然該N的相對(duì)活化/引入可以是不同的。同樣地，通過(guò)使用微波方法如在實(shí)施例1中詳細(xì)描述的方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了在適合于標(biāo)識(shí)的水平上產(chǎn)生B/N給體受體對(duì)磷光，同時(shí)將對(duì)于顏色和可見(jiàn)吸收的影響減低到可接受的程度，硼和氮兩者的濃度需要加以控制。尤其，在實(shí)心部分中B和N的濃度優(yōu)選是在30的倍數(shù)(factor)之內(nèi)，和更優(yōu)選在10的倍數(shù)之內(nèi)，甚至更優(yōu)選在5的倍數(shù)之內(nèi)，甚至更優(yōu)選在3的倍數(shù)之內(nèi)，和最優(yōu)選在2的倍數(shù)之內(nèi)，優(yōu)選在各情況下硼的濃度超過(guò)氮的濃度。這一要求的一個(gè)益處是硼的氮補(bǔ)償減少了硼對(duì)于材料的顏色的影響。再一個(gè)限制是通過(guò)評(píng)價(jià)硼對(duì)于該可見(jiàn)顏色的影響來(lái)提供的。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確定，當(dāng)作為一個(gè)層在球形的鉆石中存在時(shí)未補(bǔ)償?shù)呐鹛峁┝艘曈X(jué)上可檢測(cè)的藍(lán)顏色，在該層中層的厚度和在該層中的未補(bǔ)償?shù)呐饾舛鹊某朔e超過(guò)0.1ppm.mm(例如1mm厚度與0.1ppm未補(bǔ)償硼或類似的)。然而磷光能夠在具有低得多的水平的硼的層中產(chǎn)生，其中合適水平的磷光已經(jīng)在實(shí)心部分中硼的濃度為0.01ppm-0.001ppm的200-400μm厚度層中觀察到，有跡象表明甚至更低的水平是足夠的。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)已確定，從硼/氮給體受體對(duì)復(fù)合得到的磷光強(qiáng)度能夠合理地近似為兩個(gè)二級(jí)衰減的總和，其中每個(gè)具有特征時(shí)間常數(shù)。它的形式在以下給出I/Io＝A/(1+t/τ1)2+(1-A)/(1+t/τ2)2不應(yīng)該從該觀察結(jié)果假設(shè)該數(shù)據(jù)能夠擬合到這一形式的方程式，該形式有兩個(gè)或僅僅兩個(gè)不同類型的中心存在。在一些情況下有僅僅一個(gè)時(shí)間常數(shù)，具有有義幅值。然而，一般發(fā)現(xiàn)能夠測(cè)得兩個(gè)時(shí)間常數(shù)，它們相差約8到10的倍數(shù)。在更高濃度的硼存在下，較長(zhǎng)的時(shí)間常數(shù)一般仍然是相對(duì)短的，典型地低于2秒鐘和常常低于1秒鐘。在較低濃度下該緩慢衰減組分一般變成更占優(yōu)勢(shì)的和它的時(shí)間常數(shù)提高到大于3秒鐘。這具有3個(gè)相關(guān)優(yōu)點(diǎn)a)累計(jì)的泵送時(shí)間(pumpingperiod)與衰減時(shí)間常數(shù)成比例地有效提高(剛好在移走在較長(zhǎng)時(shí)間以前激發(fā)的激發(fā)光束之后觀察到磷光衰減)；b)在激發(fā)之后的任何給定時(shí)間該強(qiáng)度因此會(huì)提高；和c)典型地對(duì)于眼睛的最佳檢測(cè)，該強(qiáng)度需要在至少2-3秒鐘中是可見(jiàn)的。在硼濃度與較長(zhǎng)時(shí)間常數(shù)的值之間的關(guān)系沒(méi)有完全確定，但在所使用的試驗(yàn)條件下，例如與實(shí)施例1中一樣，在實(shí)心部分中低于0.1ppm的硼濃度似乎是特別有益的。因此，在實(shí)心部分中硼的優(yōu)選濃度是在一個(gè)濃度范圍內(nèi)，其上限為1ppm，更優(yōu)選0.3ppm，甚至更優(yōu)選0.1ppm，甚至更優(yōu)選0.05ppm和最優(yōu)選0.02ppm，以及其下限為0.0001ppm，更優(yōu)選0.0003ppm，甚至更優(yōu)選0.001ppm，甚至更優(yōu)選0.002ppm，和最優(yōu)選0.005ppm。硼的引入比率典型地應(yīng)使得在氣相中乙硼烷的分子濃度的優(yōu)選值是比這些值高10的倍數(shù)。一般眾所周知的是，氮的引入比率比硼的引入比率低得多。因此，盡管為了有增強(qiáng)的磷光，在實(shí)心部分中的該最適濃度可以接近但低于硼的濃度，但是在氣相中的濃度一般高得多。典型地，氮的濃度范圍經(jīng)過(guò)選擇之后滿足其它標(biāo)準(zhǔn)—即在實(shí)心部分中的硼濃度首先被設(shè)定和然后在實(shí)心部分中氮的相對(duì)濃度被設(shè)定，因此根據(jù)在使用的生長(zhǎng)條件下所實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確引入比率，主要地確定添加到氣相中的氮?dú)獾臐舛?。然而，為了發(fā)出藍(lán)色磷光層的生產(chǎn)，在氣相中分子氮濃度的優(yōu)選值是在一個(gè)范圍內(nèi)，其上限優(yōu)選為50ppm，更優(yōu)選20ppm，甚至更優(yōu)選10ppm，甚至更優(yōu)選5ppm和最優(yōu)選2ppm，和其下限優(yōu)選為0.02ppm，更優(yōu)選0.05ppm，甚至更優(yōu)選0.1ppm，甚至更優(yōu)選0.2ppm和最優(yōu)選0.5ppm。再次，分子氮不是氮的唯一有用的來(lái)源，例如NH3也是有用的，雖然該N的相對(duì)活化/引入可以是不同的。對(duì)于Si-相關(guān)737nm中心，這一缺陷的性質(zhì)和行為在這此時(shí)不太好理解，然而再次，極低濃度的硅，10ppm到0.0001ppm，被認(rèn)為適合于產(chǎn)生足夠數(shù)量的缺陷，前提條件是其它必需組分也存在。一個(gè)特殊的問(wèn)題被認(rèn)為是該缺陷的電荷狀態(tài)；在硼存在下該電荷狀態(tài)可以從為了737nm發(fā)光所需要的狀態(tài)變化，雖然氮的存在可以有助于穩(wěn)定處于正確電荷狀態(tài)下的缺陷。該缺陷的模型包括處于中性電荷狀態(tài)下的具有相鄰空位的可取代(substitutional)Si，硅空位配合，和沿著具有空位的<111>軸的兩個(gè)可取代硅原子。來(lái)自該Si相關(guān)中心的發(fā)光的總累積強(qiáng)度典型地低得多，對(duì)于該NV0和給體-受體發(fā)光和磷光而言。另外，它位于眼睛不太敏感的的光譜區(qū)(737nm)中。因此，它的檢測(cè)的主要方法包括光譜儀器而不是直接觀察。在該Si相關(guān)中心的引入中詳細(xì)的層結(jié)構(gòu)不是有利的，因?yàn)樗鼈兏y以其它方式觀察或確認(rèn)。也就是說(shuō)，該737nm線能夠通過(guò)使用例如電子增強(qiáng)的成圖像方法，特別地與合適的濾光片的使用相結(jié)合，在系統(tǒng)中觀察，以及層狀結(jié)構(gòu)也能夠利用諸如分布在有限的波長(zhǎng)范圍中的共焦發(fā)光深度或與光譜分析相結(jié)合來(lái)檢測(cè)。該737nmSi相關(guān)中心具有一個(gè)復(fù)雜組(complexset)的激發(fā)態(tài)和因此能夠被一定范圍的不同激光波長(zhǎng)(包括488nm和514nm)來(lái)激發(fā)，并且特別有效地被633nmHeNe激光器所激發(fā)。然而，波長(zhǎng)在范圍480-700nm中的其它光源是合適的。用于觀察標(biāo)記或標(biāo)識(shí)層的合適的亞帶隙波長(zhǎng)能夠如下確定。桔黃色發(fā)光(從該575nm和637nm光心)能夠被一定范圍的波長(zhǎng)如514nm，488nm和更短波長(zhǎng)所激發(fā)，但是隨著波長(zhǎng)接近UV，激發(fā)效率會(huì)降低，和值得指出的是該637nm中心不被低于約400nm的波長(zhǎng)所激發(fā)。相反，藍(lán)色譜帶磷光更有效地被接近短UV(如在254nm的汞譜線)的波長(zhǎng)所激發(fā)。然而，在激發(fā)的效率上的這些趨勢(shì)沒(méi)有特別限制，并且一定范圍的波長(zhǎng)能夠用于足夠充分地激發(fā)兩個(gè)發(fā)射。用于觀察在近表面區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)識(shí)層的合適的高于帶隙的輻射將是在193nm和更短波長(zhǎng)上。一般能夠使用高發(fā)光度光源并且仍然獲得良好的空間分辨率，因?yàn)樵诮饎偸械膹?qiáng)衰減。特別適合于該層使用以上帶隙UV輻射的精確觀察和表征的儀器是由DiamondTradingCompany開(kāi)發(fā)的“DiamondViewTM”儀器，該儀器將合適的UV光源與數(shù)字圖象捕獲相結(jié)合并允許在金剛石樣品中甚至低至較低光亮度水平的發(fā)光和磷光兩者的研究。當(dāng)使用合適的條件下觀察時(shí)的光學(xué)特性，或提供該光學(xué)特性的那些區(qū)域的空間分布，或兩者的結(jié)合，提供了與現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它形式的金剛石如天然金剛石或CVD金剛石之間的區(qū)別。在這方面，雖然在天然藍(lán)色金剛石中的磷光是已知的，和桔黃色發(fā)光(雖然相對(duì)稀罕)在天然寶石中也是已知的，但它們都沒(méi)有已知存在于同一天然寶石中，而且它們也沒(méi)有已知在天然寶石中呈現(xiàn)清晰界定的層的形式以及沒(méi)有顯示出該737nm硅相關(guān)線的天然金剛石的已知例子。已經(jīng)確定，該桔黃色/藍(lán)色閃光效果可以最佳地通過(guò)分別激發(fā)和鑒定該桔黃色575nm和藍(lán)色發(fā)光/磷光譜帶來(lái)觀察?，F(xiàn)在討論它的基本原理。當(dāng)存在發(fā)磷光中心并由合適激發(fā)波長(zhǎng)所激發(fā)時(shí)，該發(fā)磷光中心不僅在移走照射之后是可見(jiàn)的，而且在照射的同時(shí)也是可見(jiàn)的。來(lái)自發(fā)磷光中心的這一表觀發(fā)光將比在移走激發(fā)光源之后的任何后續(xù)磷光更強(qiáng)，其程度取決于該中心的壽命和測(cè)量的時(shí)間。因此，在有光源的同時(shí)甚至較弱的發(fā)磷光中心能夠?qū)е孪喈?dāng)大的發(fā)光?？紤]到單一波長(zhǎng)或譜帶的波長(zhǎng)用于同時(shí)激發(fā)桔黃色發(fā)光和藍(lán)色PL/磷光，已經(jīng)指出如果該藍(lán)色發(fā)光譜帶以較大強(qiáng)度存在，則這會(huì)使該575nm譜帶的同時(shí)觀察變得極其困難。如果嘗試通過(guò)合適的濾光片(例如OG550)來(lái)封閉藍(lán)色PL和觀察575nm區(qū)域，則將會(huì)觀察到桔黃色“575nmPL”的假象，因?yàn)樗{(lán)色發(fā)光的長(zhǎng)波長(zhǎng)的尾部也將被濾光片所透射。同時(shí)還有附加的混淆，因?yàn)楫?dāng)激發(fā)源關(guān)掉時(shí)藍(lán)色磷光譜帶的長(zhǎng)波長(zhǎng)的尾部將通過(guò)濾光片觀察到。因此，關(guān)于桔黃色575nm發(fā)光的試驗(yàn)應(yīng)該理想地首先測(cè)定，隨后進(jìn)行關(guān)于藍(lán)色磷光的試驗(yàn)。不妥當(dāng)?shù)氖鞘紫燃ぐl(fā)該藍(lán)色磷光，因?yàn)檫@會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)一分鐘才衰減到該575nm發(fā)光可以被激發(fā)和觀察到的水平。575nm發(fā)光可以用在225nm到575nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)來(lái)激發(fā)，但是僅僅在沒(méi)有同時(shí)激發(fā)在300nm到575nm范圍內(nèi)的藍(lán)色發(fā)光/磷光的情況下被激發(fā)。該575nm發(fā)射的強(qiáng)度取決于該CVD合成物，后者在該標(biāo)識(shí)層和/或足夠厚的層中具有適當(dāng)高濃度的575nm中心。大于約380nm的激發(fā)波長(zhǎng)是在眼睛的頻譜響應(yīng)之內(nèi)。這能夠嚴(yán)重地影響575nm譜帶的觀察結(jié)果。在這種情況下，需要合適的濾光片來(lái)基本上或完全地阻斷該激發(fā)光源到達(dá)正在觀察該575nm譜帶的人的眼睛。在對(duì)于575nm發(fā)光的試驗(yàn)之后是對(duì)于藍(lán)色磷光的試驗(yàn)。該575nm激發(fā)源和該觀察用濾光片應(yīng)該移走。在225nm到約254nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)下或波長(zhǎng)譜帶之內(nèi)的短波紫外線激發(fā)然后應(yīng)該開(kāi)通以激發(fā)任何藍(lán)色發(fā)光。該575nm譜帶也將被短波激發(fā)所刺激，但幾乎肯定地被藍(lán)色PL所支配。在幾秒鐘之后該短波激發(fā)應(yīng)該關(guān)掉和觀察藍(lán)色磷光。沒(méi)有來(lái)自不顯示磷光的575nm中心的貢獻(xiàn)。如果通過(guò)使用這一順序激發(fā)方法觀察到該桔黃色/藍(lán)色閃光，則需要試驗(yàn)的寶石是具有早已描述過(guò)的特定結(jié)構(gòu)的標(biāo)識(shí)CVD合成物。用于在本發(fā)明中一般性檢測(cè)標(biāo)記的存在的便宜觀察器的特別理想形式將結(jié)合一只小的盒子以便套在CVD金剛石層、物體或合成寶石上排除環(huán)境光，其中激發(fā)光源進(jìn)入該盒子和觀察窗(可能出現(xiàn)放大透鏡的形式)，用濾光片除去該激發(fā)波長(zhǎng)。另外地，環(huán)境白光也可以被濾光片除去而不是從觀察盒子中射出，其中該濾光片基本上是該桔黃色發(fā)光和藍(lán)色譜帶磷光的帶通濾波器。亞帶隙照射將是標(biāo)識(shí)層/標(biāo)記在一塊合成金剛石材料中存在的簡(jiǎn)單提示(例如利用該桔黃色/藍(lán)色閃光效果)的優(yōu)選激發(fā)方法。亞帶隙照射將穿透該合成寶石的整個(gè)體積，因此容許在其內(nèi)部的任何位置上標(biāo)識(shí)層的激發(fā)。試驗(yàn)表明，通常該寶石的整個(gè)體積同等地照射，甚至通過(guò)使用從僅僅一側(cè)引入的激發(fā)光束，因?yàn)樵摪l(fā)光的圖像對(duì)于激發(fā)光束的位置/方向不敏感。這一激發(fā)方法允許通過(guò)琢石的頂面來(lái)檢測(cè)發(fā)光，甚至當(dāng)這些層較深地埋入該材料中時(shí)，以及從在摩擦(rub-over)珠寶飾物鑲嵌中的琢石檢測(cè)發(fā)光。本發(fā)明現(xiàn)在參考下面的圖來(lái)討論圖1曲線圖覆蓋了在400到800nm范圍內(nèi)的可見(jiàn)光波長(zhǎng)并含有3個(gè)譜a)以約450nm居中的曲線(標(biāo)簽為450F×XEF)是在由Andover450nm濾光片過(guò)濾之后的由氙閃光燈產(chǎn)生的激發(fā)光束，b)從在大約550nm處的OG550觀察濾光片的帶通區(qū)域的上升邊(標(biāo)簽為OG550)，用于從觀察到的圖像中扣除任何激發(fā)頻率，和c)峰值在620nm附近的通過(guò)OG550濾光片觀察到的575nmPL中心的發(fā)射光譜(標(biāo)簽為OG550×575)。圖2曲線圖覆蓋了顯示出兩個(gè)譜的200-800nm范圍，a)以大約228nm為中心的曲線，它是在由Andover228nm濾光片過(guò)濾之后的由氙閃光燈產(chǎn)生的激發(fā)光束，和b)藍(lán)色PL/磷光中心的發(fā)射光譜，峰在500nm附近和從400nm延伸到700nm。圖3在200nm到700nm范圍的曲線圖顯示了a)575nm譜帶和b)637nm譜帶的激發(fā)光譜，一直到該固有的金剛石能帶邊緣(限定該金剛石帶隙)。這一數(shù)據(jù)來(lái)源于ZaitsevA.，OpticalPropertiesofDiamondadatahandbook，Springer，2001(ISBN354066582X)圖4在200nm到500nm范圍內(nèi)的曲線圖顯示3個(gè)譜a)跨越整個(gè)波長(zhǎng)范圍延伸的曲線是Hamamatsu氙閃光燈的發(fā)射光譜。來(lái)自氙閃光燈的輻射是由在400nm到550nm的長(zhǎng)波范圍中的強(qiáng)烈的可見(jiàn)光發(fā)射譜帶以及在220nm到270nm范圍內(nèi)的非常強(qiáng)烈的短波紫外線發(fā)射譜帶所支配，b)由LOTOriel，UK提供的和由AndoverCorporation，USA制造的228FS25-25型的窄帶濾波器的透射曲線，峰值波長(zhǎng)在228nm居中，全帶寬在約25nm的半最大值和25mm的直徑，和c)由LOTOriel，UK提供的和由AndoverCorporation，USA制造的450FS40-25型的窄帶透射濾波器的透射曲線，峰值波長(zhǎng)在450nm居中，全帶寬在約40nm的半最大值和25mm的直徑。圖5用于觀察作為寶石的標(biāo)識(shí)合成琢石的575nm桔黃色熒光(上圖像)和藍(lán)色(藍(lán)-綠色)磷光(下圖像)的合適觀察器的略圖。上圖像(標(biāo)簽為“575nm桔黃色熒光”)顯示了被設(shè)定激發(fā)和觀察575nmPL的觀察器，并且涉及在圖1中所示的譜。該光源是氙閃光燈。濾光片F(xiàn)1是450nm激發(fā)濾光片和濾光片F(xiàn)3是觀察桔黃色譜的濾光片OG550并涉及在圖1中所示的譜。濾光片F(xiàn)4是附加濾光片，用于減少來(lái)自散射光或氙激發(fā)的影響。下圖像(標(biāo)簽為“藍(lán)-綠磷光”)顯示了被設(shè)定激發(fā)和觀察藍(lán)色PL/磷光的觀察器，并且涉及在圖2中所示的譜。該光源是氙閃光燈。濾光片F(xiàn)2是228nm激發(fā)濾光片。為了防止有害的紫外光到達(dá)操作者，除了典型地放置在儀器的頂部上的玻璃觀察窗之外，在標(biāo)記為“開(kāi)通”的位置上放置玻璃或有機(jī)玻璃(Perspex)濾光片。圖6示于圖5中的觀察器的示意性側(cè)視圖。觀察濾光片與垂直方向有大約45度角度放置并設(shè)置遠(yuǎn)離直接激發(fā)以防止操作員直接觀察到光源和消除在濾光片中的發(fā)光從該激發(fā)源的產(chǎn)生。圖7在200nm到600nm范圍內(nèi)的曲線圖顯示3個(gè)譜a)在通過(guò)UG5濾光片透射之后汞放電的254nm譜，b)在通過(guò)UG5濾光片透射之后汞燈的365nm譜，具有約25nm的半寬度，和c)典型的商品400nmLED的輸出光譜。圖8在300nm到800nm范圍內(nèi)的曲線圖顯示3個(gè)譜a)通過(guò)OG550濾光片透射的575nmPL譜帶，從大約550延伸到800nm，b)具有BG25濾光片的透射曲線的400nmLED激發(fā)帶，有效地從310延伸到520nm，和c)OG550的透射，從550nm延伸到超過(guò)800nm。圖9a由球形鉆石的多面體寶石的底面附近的層提供的圖像的略圖。在左下的方框是由位于觀察窗左右的環(huán)形照明燈與OG550濾光片組成的裝置，和在方框的底部放置了作為具有用575nmPL中心標(biāo)記的一個(gè)層的球形鉆石的CVD合成琢石，該層占據(jù)了從多面體寶石的底面到距離該底部切割面的路途的約1/3處的體積。該照射用于僅僅激發(fā)575nmPL。在右上的圖顯示了在該CVD合成寶石中觀察到的圖像，在這里作為模型設(shè)計(jì)成6mm高且具有通過(guò)射線追蹤所獲得的從多面體寶石的底面延伸0.8mm(寶石高度的13％)(當(dāng)垂直于頂面觀察時(shí))的一個(gè)含有575nm的區(qū)域/層。觀察者的眼睛(3mm直徑瞳孔)是與多面體寶石的底面相距大約100mm。該射線追蹤圖是通過(guò)從該含575nm的層內(nèi)產(chǎn)生4百萬(wàn)射線并計(jì)算在CVD合成寶石內(nèi)的射線跡線和它們的出口點(diǎn)數(shù)來(lái)形成的。只有進(jìn)入該3mm光圈的那些射線(800左右)被描繪在該寶石的平面視圖上。在頂面的中心以清楚明顯的高對(duì)比度看見(jiàn)了強(qiáng)烈的(桔黃色，575nm)斑，以及在冠形切割面中的一系列的高強(qiáng)度斑點(diǎn)。圖9b由球形鉆石的腰棱附近的層提供的圖像的略圖。在左下的方框是由位于觀察窗左右的環(huán)形照明燈與OG550濾光片組成的裝置，和在方框的底部放置了作為具有用575nmPL中心標(biāo)記的一個(gè)層的球形鉆石的CVD合成琢石，該層占據(jù)了腰棱附近的薄層。該照射用于僅僅激發(fā)575nmPL。在右上的圖顯示了在該CVD合成寶石中觀察到的圖像，在這里作為模型設(shè)計(jì)成6mm高且具有通過(guò)射線追蹤所獲得的從腰棱向下延伸0.8mm(寶石高度的13％)(當(dāng)垂直于頂面觀察時(shí))的一個(gè)含有575nm的區(qū)域/層。射線跟蹤的細(xì)節(jié)與圖9a相同。在頂面中沒(méi)有看見(jiàn)強(qiáng)斑點(diǎn)，主要在頂面翻光面有一些看得見(jiàn)的一般強(qiáng)度。圖10示意圖顯示了能夠讓觀察者從在標(biāo)識(shí)CVD合成寶石中的桔黃色或藍(lán)色發(fā)光層看到該桔黃色/綠色閃光和光學(xué)效應(yīng)的一種優(yōu)選裝置。該裝置提供兩個(gè)功能。第一種功能包括長(zhǎng)波光源，后者僅僅激發(fā)桔黃色575nmPL(102，104)并且可以是與透鏡和合適濾光片如BG25(104)相結(jié)合的LED(102)。在CVD寶石中激發(fā)的該575nm桔黃色PL譜帶用OG550濾光片(120)以高選擇性來(lái)觀察。第二功能包括短波長(zhǎng)光源(112，114)，它有效地激發(fā)該磷光并且它優(yōu)選是與合適的透鏡和濾光片(114)相結(jié)合以提供優(yōu)選在227nm-254nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的光源的一種氙閃光燈(112)。提供玻璃窗口(110)以保護(hù)觀察者不受UV輻射損害。在這一操作模式中，從觀察通路中移走OG550(120)。完整的裝置裝入在黑暗的盒子中以便觀察到發(fā)光但沒(méi)有來(lái)自雜散光的干涉。在該裝置(118)內(nèi)的觀察透鏡允許該觀察者看見(jiàn)寶石的放大影像。圖110.2克拉球形鉆石CVD合成品10(與腰棱的平面之間大約35度的冠(crown)角和與腰棱的平面之間41.5度的底(pavilion)角)的PL(光致發(fā)光)圖像由DiamondViewTM儀器記錄。在轉(zhuǎn)化成B/W(黑色和白色)之前的原始圖像中，白色的面積顯示了藍(lán)色PL，和黑色的面積是黑暗的。該CVD合成品10具有從多面體寶石的底面點(diǎn)延伸到寶石高度的大約30％的藍(lán)色PL層。該圖像是用面對(duì)觀察者的頂面切割面12來(lái)記錄的。該圖像由在頂面切割面12的中心的明顯藍(lán)色(這里看做白色)“魚(yú)眼”斑14所支配。頂面切割面12的剩余部分缺少藍(lán)色PL。冠形切割面16顯示從內(nèi)部散射藍(lán)色PL開(kāi)始的強(qiáng)度分布。圖12在左邊，以在圖11中成像的球形鉆石的預(yù)期PL圖像的射線追蹤技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)生成圖象。模型設(shè)計(jì)的球形鉆石(20)的側(cè)視圖在右側(cè)顯示，其中PL層22從多面體寶石的底面點(diǎn)24延伸到該寶石20的高度的大約30％。如圖11中所示，通過(guò)頂面切割面觀察到的PL的圖像體現(xiàn)特征于在頂面切割面28的中心的“魚(yú)眼”斑26，頂面切割面28的剩余部分主要缺少PL。冠形切割面30顯示從內(nèi)部散射PL開(kāi)始的強(qiáng)度分布。圖13在左邊，以球形鉆石(40)的預(yù)期PL圖像的射線追蹤技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)生成圖象，它的側(cè)視圖示于右側(cè)。如圖12中所示，這一寶石用PL層42構(gòu)造模型，該層從多面體寶石的底面點(diǎn)44延伸到寶石40的高度的大約30％。通過(guò)頂面切割面觀察到的PL的圖像體現(xiàn)特征于在頂面切割面28的中心的“魚(yú)眼”斑46，頂面切割面28的剩余部分主要缺少PL。冠形切割面30顯示從內(nèi)部散射PL開(kāi)始的強(qiáng)度的弱分布。圖14簡(jiǎn)單層狀結(jié)構(gòu)的示意圖，該層狀結(jié)構(gòu)能夠在CVD金剛石層中產(chǎn)生以便利用具有與本體不同的PL特性的單一類型的層提供特征性標(biāo)記。該金剛石材料50包括一雙的標(biāo)記物層52，54，它們顯示出被沒(méi)有這一PL特性的間隔層56隔開(kāi)的特征性PL和具有該間隔層的剩余部分的特征。該層52，54和56具有各自厚度tm1，tm2和ts1。圖15簡(jiǎn)單層狀結(jié)構(gòu)的示意圖，該層狀結(jié)構(gòu)能夠在CVD金剛石層中產(chǎn)生以便利用具有與本體不同的PL特性的兩種類型的層提供特征性標(biāo)記。該金剛石材料60包括一雙的標(biāo)記物層62，64，它們顯示出被層66(它顯示與層62和64不同的PL特性)分隔開(kāi)的類似特性PL，其中全部三層62，64，66顯示出與材料60的本體部分的那些PL特性不同的PL特性。該層62，64，66具有各自厚度tm1，tm2和tn1。圖16更復(fù)雜層狀結(jié)構(gòu)的示意圖，該層狀結(jié)構(gòu)能夠在CVD金剛石層中產(chǎn)生以便利用具有與本體不同的PL特性的兩種類型的層提供特征性標(biāo)記。尤其，層72，76和80和層74，78和82形成兩種不同的組，各組的層具有PL特性，這些PL特性在同一組內(nèi)彼此類似但與其它組和本體材料70不同。另外，各自層的厚度是變化的。圖17使用該標(biāo)識(shí)觀察器的優(yōu)選變型從球形多面形琢型CVD合成金剛石取得的圖像。該寶石是1.02ct，E/F顏色和WS2或更好，它的本體部分顯示出均勻的575nmPL，只是從多面體寶石的底面到底側(cè)切割面的路途的約1/3處的一個(gè)層顯示藍(lán)色磷光。取各圖像，看起來(lái)象垂直于頂面切割面。在左邊顯示了575nmPL的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W(黑色和白色)之前在原始圖像中的強(qiáng)度是桔黃色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。在右方顯示了藍(lán)色磷光的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W之前在原始圖像中的強(qiáng)度是藍(lán)色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。在左手575nmPL圖像中的強(qiáng)度一般是相對(duì)均勻的，只是在頂面切割面的中心看見(jiàn)的黑暗環(huán)除外。這對(duì)應(yīng)于在藍(lán)色磷光的右手圖像中的頂面中看見(jiàn)的光亮環(huán)。這一光亮環(huán)的節(jié)段也能夠在頂面切割面中看見(jiàn)。圖18使用該標(biāo)識(shí)觀察器的優(yōu)選變型從球形多面形琢型CVD合成金剛石取得的圖像。該寶石是0.80ct，F(xiàn)/G顏色和VS1，它的本體部分顯示出均勻的575nmPL，只是從多面體寶石的底面到底側(cè)切割面的路途的約1/3處的一個(gè)層顯示藍(lán)色磷光。取各圖像，看起來(lái)象垂直于頂面切割面。在左邊顯示了575nmPL的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W(黑色和白色)之前在原始圖像中的強(qiáng)度是桔黃色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。在右方顯示了藍(lán)色磷光的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W之前在原始圖像中的強(qiáng)度是藍(lán)色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。在左手575nmPL圖像中的強(qiáng)度一般是相對(duì)均勻的，只是在頂面切割面的中心看見(jiàn)的黑暗環(huán)除外。這對(duì)應(yīng)于在藍(lán)色磷光的右手圖像中的頂面中看見(jiàn)的光亮環(huán)。這一光亮環(huán)的節(jié)段也能夠在頂面切割面中看見(jiàn)。圖19使用該標(biāo)識(shí)觀察器的優(yōu)選變型從方形切割CVD合成金剛石取得的圖像。該寶石是0.69ct，E/F顏色和WS2或更好，它的本體部分顯示出均勻的575nmPL，只是從多面體寶石的底面到底側(cè)切割面的路途的約1/3處的一個(gè)層顯示藍(lán)色磷光。取各圖像，看起來(lái)象垂直于頂面切割面。在左邊顯示了575nmPL的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W(黑色和白色)之前在原始圖像中的強(qiáng)度是桔黃色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。在右方顯示了藍(lán)色磷光的圖像，其中在轉(zhuǎn)化成B/W之前在原始圖像中的強(qiáng)度是藍(lán)色和現(xiàn)在顯示為高亮度或黑底白字。該桔黃色發(fā)光(PL)，基本上從575nm中心起始，在室溫下從500nm左右延伸到750nm。(通過(guò)截掉低于550nm的帶通濾光片觀察到的575nmPL譜示于圖1中)。該藍(lán)色PL/磷光從400nm延伸到700nm，如圖2中所示。實(shí)驗(yàn)表明，低于約300nm的波長(zhǎng)能夠同時(shí)激發(fā)該桔黃色575nm譜帶[圖3顯示該575nm和637nm譜帶的激發(fā)光譜，一直到該固有的金剛石能帶邊緣(限定該金剛石帶隙)，并取自ZaitsevA.，OpticalPropertiesofDiamondadatahandbook，Springer，2001(ISBN354066582X)]和弱藍(lán)色PL/磷光譜帶。(N.B.300nm在眼睛的頻譜響應(yīng)之外)。在227nm和約254nm之間的波長(zhǎng)在從金剛石的體積內(nèi)激發(fā)藍(lán)色PL/磷光上是最有效的。重要的是指出，在低于227nm的波長(zhǎng)下的激發(fā)基本上在金剛石的表面上被吸收并僅僅在該表面上產(chǎn)生發(fā)光。(這是在DiamondVieWTM儀器中使用的方法。盡管這可用于觀看在該表面上的標(biāo)識(shí)層，如果它們被珠寶飾物鑲嵌(它們從其中顯露出來(lái))覆蓋，則使用低于227nm的波長(zhǎng)的表面激發(fā)方法是不合適的)。因?yàn)樵摻埸S色575nmPL用該激發(fā)源關(guān)掉，從CVD金剛石材料或在其之內(nèi)的著色層發(fā)射出的PL的所察覺(jué)顏色將從桔黃色，或一些桔黃色/藍(lán)色結(jié)合，變化到藍(lán)色(桔黃色/藍(lán)色閃光)。顏色變化上的該可見(jiàn)性，尤其該桔黃色組分相對(duì)于藍(lán)色磷光的該可見(jiàn)性，需要使用合適的濾光片來(lái)增強(qiáng)。能夠用于激發(fā)和檢測(cè)來(lái)自575nm的桔黃色/藍(lán)色閃光效果和/或來(lái)自單個(gè)層的光學(xué)效應(yīng)的裝置的例子在下面給出。裝置實(shí)施例1過(guò)濾的氙閃光燈激發(fā)觀察該桔黃色/綠色閃光效果所需要的該裝置是由單個(gè)激發(fā)源如氙閃光燈所組成。為了降低該標(biāo)識(shí)觀察器的成本，建議了低功率氙閃光燈，雖然這不排除更高功率氙閃光燈的使用。PL的頻率將遵循閃光燈激發(fā)頻率。因?yàn)樵揚(yáng)L，和可能話該直接激發(fā)的組分，將由觀察器察看，所以重復(fù)頻率的選擇是重要的。一些低功率氙閃光燈僅僅在約10赫茲的重復(fù)速率下輸送全功率。從安全考慮這些最好加以避免，因?yàn)橐阎氖情W光能夠在易感個(gè)體中觸發(fā)癲癇發(fā)作。最有可能觸發(fā)癲癇發(fā)作的閃光的頻率因人而異，但一般是在5和30赫茲之間。合適的光源是從HamamatsuPhotonics獲得的L9456型的5瓦氙閃光燈，它在約126赫茲的峰值功率閃光重復(fù)速率下操作?？缭皆趫D4中的繪圖所延伸的主要曲線顯示出了Hamamatsu氙閃光燈的發(fā)射光譜。來(lái)自氙閃光燈的輻射是由在400nm到550nm的長(zhǎng)波范圍中的強(qiáng)烈的可見(jiàn)光發(fā)射譜帶以及在220nm到270nm范圍內(nèi)的非常強(qiáng)烈的短波紫外線發(fā)射譜帶所支配。這些長(zhǎng)波和短波譜帶方便地分別地覆蓋該575nm的激發(fā)波長(zhǎng)和藍(lán)色譜帶。與氙閃光燈相結(jié)合僅僅激發(fā)575nmPL(和沒(méi)有藍(lán)色磷光)的合適成品濾光片是由LOTOriel，UK提供的和由AndoverCorporation，USA制造的450FS40-25型的窄帶通濾波器，峰值波長(zhǎng)在450nm居中，全帶寬在約40nm的半最大值和25mm的直徑(參見(jiàn)圖4)。這一波長(zhǎng)譜帶是在該575nm中心的電子振動(dòng)吸收譜帶之內(nèi)。這一激發(fā)也是在該637nm中心的電子振動(dòng)吸收譜帶之內(nèi)(參見(jiàn)圖3)。如果存在，該637nm發(fā)光也可用該575nm發(fā)光激發(fā)。為了察看該575nm發(fā)光，該450nm可見(jiàn)激發(fā)必須阻斷。這可以有效地用ComarInstruments，UK的OG550玻璃濾光片來(lái)進(jìn)行。圖1顯示3條曲線以大約450nm為中心的曲線，它是由氙閃光燈產(chǎn)生的在由以上所述的Andover450nm濾光片過(guò)濾之后的激發(fā)光束；在大約550nm處的該OG550觀察濾光片的帶通區(qū)域的上升邊緣，它用于從觀察到的圖像中除去任何的激發(fā)頻率；和通過(guò)該OG550濾光片觀察到的575nmPL中心的發(fā)射光譜。與氙閃光燈相結(jié)合來(lái)激發(fā)藍(lán)色發(fā)光/磷光的合適現(xiàn)成濾光片是由LOTOriel，UK提供的和由AndoverCorporation，USA制造的228FS25-25型的窄帶通濾波器，峰值波長(zhǎng)在228nm居中，全帶寬在約25nm的半最大值和25mm的直徑或類似的232FS25-25型濾波器，峰值波長(zhǎng)在232nm居中和全帶寬在約25nm的半最大值。圖2顯示兩條曲線，以228nm為中心的曲線，它是由氙閃光燈產(chǎn)生的在由Andover228nm濾光片過(guò)濾之后的激發(fā)光束，和藍(lán)色PL/磷光中心的發(fā)射光譜。因?yàn)樵摷ぐl(fā)不在可見(jiàn)光譜中，需要看見(jiàn)的阻斷用濾光片來(lái)觀察所導(dǎo)致的發(fā)光和尤其當(dāng)光源關(guān)掉時(shí)沒(méi)有觀察到該磷光。然而，短波紫外光的直接觀察對(duì)于眼睛是極其有害的和因此必須避免。應(yīng)當(dāng)使用玻璃或有機(jī)玻璃型窗口以阻斷全部有害的紫外光到達(dá)觀察者但允許該P(yáng)L/磷光的不受妨礙的觀察。描述在這一實(shí)施例中的該裝置用圖解法示于圖5和6中。標(biāo)為“575nm桔黃色熒光”的該裝置顯示了被設(shè)定激發(fā)和觀察575nmPL的觀察器，并且涉及在圖1中所示和如上所述的譜。該光源是氙閃光燈。濾光片F(xiàn)1是450nm激發(fā)濾光片和濾光片F(xiàn)3是觀察桔黃色譜的濾光片OG550并涉及在圖1中所示和如以上所述的譜。濾光片F(xiàn)4是附加濾光片，用于減少來(lái)自散射光或氙激發(fā)的影響。標(biāo)為“藍(lán)-綠磷光”的該裝置顯示了被設(shè)定激發(fā)和觀察藍(lán)色PL/磷光的觀察器，并且涉及在圖2中所示和如上所述的譜。該光源是氙閃光燈。濾光片F(xiàn)2是228nm激發(fā)濾光片。為了防止有害的紫外光到達(dá)操作員，應(yīng)當(dāng)在標(biāo)記為“開(kāi)通”的位置放置玻璃或有機(jī)玻璃濾光片。圖6以側(cè)視圖顯示該裝置。觀察濾光片與垂直方向有大約45度角度放置并設(shè)置遠(yuǎn)離直接激發(fā)以防止操作員直接觀察到光源和消除在濾光片中的發(fā)光從該激發(fā)源的產(chǎn)生。需要指出的是，在圖5和6中所要試驗(yàn)的未鑲好的金剛石已經(jīng)通過(guò)讓其頂面面向該激發(fā)源來(lái)進(jìn)行粗略取向，用觀察器從底面觀察該寶石。在這一實(shí)施例中假若該寶石是全照射的，則該寶石的取向是不重要的。裝置實(shí)施例2氣體放電燈激發(fā)正如前面提到的那樣，575nm發(fā)光可以在沒(méi)有藍(lán)色發(fā)光的情況下由在約300nm到575nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)(參見(jiàn)圖3)。本體藍(lán)色磷光可以由在227nm到300nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)，但是在227nm到254nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)是更有效的。使用過(guò)濾后的寬帶光源刺激各自激發(fā)帶的替代方案是使用雙波長(zhǎng)激光激發(fā)。然而，為了省去對(duì)于激光器安全性各項(xiàng)要求的必要性和為了降低該標(biāo)識(shí)觀察器的組件成本，能夠使用來(lái)自低壓氣體放電燈的發(fā)射。尤其能夠使用來(lái)自水銀放電燈的該254nm(短波)和365nm(長(zhǎng)波)發(fā)射。汞長(zhǎng)波和短波激發(fā)通常用于來(lái)自包括金剛石在內(nèi)的礦物中的發(fā)光的觀察。本發(fā)明方法的獨(dú)特方面，如以上所討論，是首先使用365nm激發(fā)來(lái)僅僅激發(fā)575nm發(fā)光，然后使用254nm激發(fā)光源來(lái)激發(fā)該藍(lán)色磷光。強(qiáng)烈的254nm光線是來(lái)自低壓水銀放電燈的占優(yōu)勢(shì)的發(fā)射，雖然還有其它次要的放電光線(例如365nm)和在可見(jiàn)范圍內(nèi)寬的背景放電光線。為了最大程度減少可見(jiàn)放電對(duì)于在礦物等中的PL的觀察的影響，水銀放電燈的制造廠商將UG5型濾光片安裝在該燈的前面。該UG5濾光片透射低于420nm和高于650nm的光。在圖7中的254nm譜是通過(guò)UG5濾光片的汞放電。該365nm發(fā)射燈不純粹地是汞放電的結(jié)果。它是由來(lái)自在管的內(nèi)壁上的磷光體涂層的254nm放電激發(fā)發(fā)光所產(chǎn)生的。該365nm譜是具有在25nm左右的半寬度的譜帶(參見(jiàn)圖7)。這在激發(fā)575nm發(fā)光時(shí)是非常有效的，但不激發(fā)來(lái)自金剛石的637nm發(fā)射。因此，根據(jù)所建議的方法，該365nm源首先被接通以便在CVD合成品中激發(fā)575nmPL。通過(guò)OG550濾光片觀察575nmPL是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闉V光片除去了基本上全部的來(lái)自365nm汞燈的背景放電。該365nm燈然后被關(guān)掉和該254nm燈接通。(接通該254nm燈的作用應(yīng)該有用地、自動(dòng)地切斷該365nm燈)。在幾秒鐘之后該254nm燈應(yīng)該關(guān)掉和藍(lán)色磷光的存在加以指示。這一方法能夠在圖5和6中所示的裝置中實(shí)施，該氙閃光燈被該254nm和365nm汞燈替代。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水銀放電燈能夠排列在試驗(yàn)樣品以上。以這種方法，一組的2，3，4，5或更多個(gè)254nm和365nm燈可以安裝在一起以增加在樣品上的輻射強(qiáng)度。放電燈可以形成為任何形狀并能夠以這樣一種方式現(xiàn)成，該方式允許樣品的環(huán)形照射，從而允許從上方的幾乎直接的密閉近程激發(fā)。樣品能夠通過(guò)該環(huán)照射來(lái)觀察。適宜地，可以使用由Ultra-VioletProducts(UVP)USA供應(yīng)的強(qiáng)烈的微型Pen-Ray燈，它也使該裝置變得極其緊湊。然而，能夠產(chǎn)生在300nm到約500nm范圍內(nèi)(575nmPL)和在227nm到約254nm范圍內(nèi)(藍(lán)色PL/磷光)的足夠強(qiáng)烈激發(fā)的任何氣體放電燈將是合適的。需要指出的是，就象在裝置實(shí)施例1中一樣，在圖5和6中所要試驗(yàn)的未鑲好的金剛石已經(jīng)通過(guò)讓其頂面面向該激發(fā)源來(lái)進(jìn)行粗略取向，用觀察器從底面觀察該寶石。在這一實(shí)施例中假若該寶石是全照射的，則該寶石的取向是不重要的。裝置實(shí)施例3發(fā)光二極管(LED)和水銀放電燈激發(fā)的結(jié)合正如前面提到的那樣，575nm發(fā)光可以在沒(méi)有藍(lán)色發(fā)光的情況下由在約300nm到575nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)(參見(jiàn)圖3)。本體藍(lán)色磷光可以由在227nm到300nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)，但是在227nm到254nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)是更有效的。根據(jù)所建議的方法，僅僅激發(fā)該桔黃色575nmPL的長(zhǎng)波光源能夠是發(fā)光二極管(LED)。發(fā)射以400nm為中心的發(fā)射光譜帶的合適LED示于圖7中。來(lái)自這一類型的LED的總光功率輸出是大約1-2mW。更高功率LED可以從，例如，NichiaCorporation，Japan獲得。附加例子是從Nichia獲得的該365nm，375nm和380nmUVLED或LuxeonLumiledStar/C品藍(lán)(455nm)LED。必須非常小心地注意保護(hù)觀察者免受來(lái)自這些光源的強(qiáng)烈紫外線輻射損害。來(lái)自這些LED當(dāng)中的一些中的光學(xué)發(fā)射能夠超過(guò)100mW。假如該觀察濾光片(例如OG550或OG570)能夠阻斷激發(fā)波長(zhǎng)，則在300nm到大約500nm范圍內(nèi)的任何LED是合適的。實(shí)驗(yàn)表明，確保該激發(fā)波長(zhǎng)與PL發(fā)射波長(zhǎng)的最小重疊的有效方式是使用短波長(zhǎng)濾光片以阻斷該激發(fā)的任何長(zhǎng)波長(zhǎng)尾部。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用該365nmUVLED時(shí)，有效的阻斷濾光片是UG11或BG25。當(dāng)使用該375nm，380nm，400nmUVLED或455nmLED時(shí)，有效的阻斷濾光片是BG25。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)BG25和OG550兩者都放置在UVLED上時(shí)，獲得了LED發(fā)射的幾乎全部阻斷。從BG25的任何少量漏射能夠通過(guò)任何幾何排列來(lái)避免，它可以在觀察來(lái)自樣品的PL時(shí)避免該觀察者通過(guò)OG550濾光片直接看到激發(fā)源。舉例來(lái)說(shuō)，圖8顯示了400nmLED激發(fā)帶，其中BG25濾光片的透射曲線有效地從310nm延伸到520nm。該BG25有效地阻斷來(lái)自LED的高于520nm的背景發(fā)射。透過(guò)OG550濾光片的該575nmPL譜帶被顯示從550nm延伸到800nm，并且為完整起見(jiàn)該OG550的透射是從550nm到800nm顯示的。因?yàn)閬?lái)自400nmLED的在700nm處的激發(fā)的長(zhǎng)波長(zhǎng)尾部是低于在400nm處的其峰強(qiáng)度的0.01％，因此來(lái)自BG25的在700-800nm之間的任何少量漏射不是十分相關(guān)的。因此，例如，在激發(fā)575nmPL時(shí)400nmUVLED和BG25阻斷濾光片的使用以及在觀察575nmPL時(shí)OG550的使用是本身有用的方法，它可以鑒定顯示出575nmPL的CVD合成金剛石。由于具有這一構(gòu)型，該LED首先接通以便在該CVD合成金剛石材料中激發(fā)575nmPL。通過(guò)OG550濾光片觀察575nmPL是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)闉V光片除去了LED激發(fā)的基本上全部的長(zhǎng)波長(zhǎng)尾部。該LED然后關(guān)掉，和254nm水銀放電燈接通。(接通該254nm燈的作用應(yīng)該有用地、自動(dòng)地切斷該LED)。在幾秒鐘之后該254nm燈應(yīng)該關(guān)掉和藍(lán)色磷光的存在加以指示。這一方法能夠在圖5和6中所示的裝置中實(shí)施，該氙閃光燈被該254nm水銀放電燈和LED替代。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，水銀放電燈和LED能夠排列在試驗(yàn)樣品以上。以這種方法，一組的2，3，4，5或更多個(gè)254nm燈和一組的2，3，4，5或更多個(gè)LED可以安裝在一起以增加在樣品上的輻射強(qiáng)度。按照同樣的方式，因?yàn)樗y放電燈可以形成為環(huán)形照明燈，因此同樣地一組的LED以環(huán)形照明燈的形式排列，它們能夠與汞放電照明燈同中心。這一排列使得該裝置極其緊湊。需要指出的是，就象在裝置實(shí)施例1和2中一樣，在圖5和6中所要試驗(yàn)的未鑲好的金剛石已經(jīng)通過(guò)讓其頂面面向該激發(fā)源來(lái)進(jìn)行粗略取向，用觀察器從底面觀察該寶石。在這一實(shí)施例中假若該寶石是全照射的，則該寶石的取向是不重要的。裝置實(shí)施例4來(lái)自發(fā)光層的光學(xué)效應(yīng)該標(biāo)識(shí)層應(yīng)該在定位時(shí)要求在任何安裝中正常地不容易掉落(如珠寶飾物鑲嵌)，該層的體積能夠通過(guò)在鑒定過(guò)程中所使用的故意地施加的外界光源來(lái)有效地激發(fā)，關(guān)鍵點(diǎn)是這一光分布與在正常觀察條件下的光分布不同，例如是高強(qiáng)度的平行光束而不是更散射的光源。另一個(gè)例子是放置在樣品上的高強(qiáng)度的環(huán)形照明燈。在光源和目標(biāo)琢石之間的相互作用對(duì)于該寶石的幾何結(jié)構(gòu)或切割是敏感的，和為了精確的分析，需要先進(jìn)的射線追蹤計(jì)算。更重要地，在由琢石內(nèi)的層或區(qū)域發(fā)射的該發(fā)光或磷光與該寶石的切割(它形成由觀察者看到的射線的圖案)之間的相互作用對(duì)于該寶石的幾何結(jié)構(gòu)或切割，和該層或區(qū)域在其之內(nèi)的位置是敏感的，以及為了精確的分析，需要先進(jìn)的射線追蹤計(jì)算。該射線追蹤計(jì)算已經(jīng)進(jìn)行過(guò)。考慮到從該寶石的多面體底面/點(diǎn)延伸到寶石高度的約13％的氮摻雜層(含有575nm/637nm中心)，該層的有效激發(fā)需要激發(fā)光束張角的小心控制，但是該層的這一定位可以更有效地實(shí)現(xiàn)內(nèi)部發(fā)光通過(guò)該頂面直接發(fā)射出來(lái)。圖9a(左下)顯示了由具有與寶石頂面的法向接近的激發(fā)的環(huán)形照明燈組成的裝置。該照射用于僅僅激發(fā)575nmPL。該照射能夠是365nm水銀放電燈，過(guò)濾的氙閃光燈，365nm，375nm，380nm，400nm或455nmLED或可激發(fā)575nmPL的任何適宜的過(guò)濾的強(qiáng)光源。在圖9a中的射線追蹤圖已經(jīng)從6mm高的的CVD合成寶石產(chǎn)生，后者具有從多面體寶石的底面延伸0.8mm(寶石高度的13％)的含575nm的區(qū)域/層。觀察者的眼睛(3mm直徑瞳孔)是與多面體寶石的底面相距大約100mm。該射線追蹤圖是通過(guò)從該含575nm的層內(nèi)產(chǎn)生4百萬(wàn)射線并計(jì)算在CVD合成寶石內(nèi)的射線跡線和它們的出口點(diǎn)數(shù)來(lái)形成的。只有進(jìn)入該3mm光圈的那些射線(800左右)被描繪在該寶石的平面視圖上。在頂面的中心以高對(duì)比度清楚明顯地看見(jiàn)桔黃色斑點(diǎn)。引起這一斑點(diǎn)的該射線在22.4度臨界角之內(nèi)和因此沒(méi)有內(nèi)部反射的情況下離開(kāi)該寶石。來(lái)自該層的偏離該臨界角入射在頂部切割面上的射線會(huì)發(fā)生內(nèi)部反射并在冠形切割面上離開(kāi)，具有在圖9a中所示的分布。有色(在這種情況下桔黃色)斑點(diǎn)的產(chǎn)生很可能只有CVD合成寶石才有，它具有在多面體寶石的底面附近的產(chǎn)生發(fā)光或磷光(在這種情況下產(chǎn)生575nmPL的氮摻雜層)的界限分明的體積或?qū)?。圖10顯示了能夠讓觀察者從在標(biāo)識(shí)CVD合成寶石中的桔黃色或藍(lán)色發(fā)光層看到該桔黃色/綠色閃光和光學(xué)效應(yīng)的一種優(yōu)選裝置100。正如前面提到的那樣，本體575nm發(fā)光可以在沒(méi)有藍(lán)色PL/磷光的情況下由在約300nm到575nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)(參見(jiàn)圖3)。根據(jù)優(yōu)選的裝置100，僅僅激發(fā)該桔黃色575nmPL的長(zhǎng)波光源102是發(fā)射約150mW的455nm光學(xué)輻射的LuxeonLumiledStar/C品藍(lán)發(fā)光二極管(LED)。當(dāng)使用該455nmLED時(shí)，防止觀察者看到激發(fā)輻射的有效阻斷濾光片104是BG25。BG25濾光片有效地阻斷高于520nm的光。在裝在環(huán)/寶石鑲嵌體108中的CVD寶石106中被455nmLED激發(fā)的該575nm桔黃色PL譜帶是通過(guò)OG550濾光片110以高純度來(lái)觀察的。正如前面提到的那樣，本體藍(lán)色磷光可以由在227nm到300nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)所激發(fā)，但是在227nm到254nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)是更有效的。根據(jù)優(yōu)選的裝置，激發(fā)藍(lán)色PL/磷光的短波光源112是從HamamatsuPhotonics獲得的L9456-01型的5瓦氙閃光燈，它在約126赫茲的峰值功率閃光重復(fù)速率下操作。僅僅透射來(lái)自該燈的深UV激發(fā)(和激發(fā)該藍(lán)色發(fā)光/磷光)的合適現(xiàn)成濾光片114是由LOTOriel，UK供應(yīng)和由AndoverCorporation，USA制造的232FS25-25型窄帶濾波器，具有以232nm為中心的峰值波長(zhǎng)和在約25nm的半最大值處的全帶寬。完整的裝置裝入在黑暗的盒子116中以便觀察到發(fā)光但沒(méi)有來(lái)自雜散光的干涉。在該裝置(118)內(nèi)的觀察透鏡118允許該觀察者看見(jiàn)寶石的放大影像(例如×2.5倍)。該觀察器設(shè)計(jì)用于零售商店環(huán)境中，因此采取非常小心的措施來(lái)保護(hù)該觀察者在使用位于察看面罩122之下的玻璃或有機(jī)玻璃觀察窗120時(shí)免受有害的UV損害。該標(biāo)識(shí)觀察器也被設(shè)計(jì)位于顯微鏡載物臺(tái)(未顯示)上，并且由試驗(yàn)的金剛石材料或主體發(fā)射的該發(fā)光/磷光的精細(xì)空間分布容易用數(shù)字式攝象機(jī)辨認(rèn)和錄制。對(duì)于這一構(gòu)型，該LED首先通過(guò)連續(xù)地按壓LED102按鈕來(lái)接通，以便在CVD合成寶石106中激發(fā)575nm/桔黃色PL。該桔黃色PL通過(guò)該OG550濾光片110來(lái)觀察。如果在寶石腰棱以下有產(chǎn)生575nmPL的氮摻雜的層，則觀察者將在頂面切割面的中心看見(jiàn)有區(qū)別的桔黃色環(huán)或斑點(diǎn)，這可由圖9a中的射線追蹤圖來(lái)說(shuō)明。桔黃色斑點(diǎn)的產(chǎn)生可能只有CVD合成寶石才有。當(dāng)該LED102按鈕被松開(kāi)時(shí)，該桔黃色PL會(huì)停止。然后手工地移走該OG550濾光片110。該氙閃光燈112然后通過(guò)連續(xù)地按壓UV燈按鈕來(lái)接通。該觀察者然后可以看見(jiàn)CVD合成寶石106的藍(lán)色PL圖像，可能有一些桔黃色PL。當(dāng)UV按鈕被松開(kāi)時(shí)，該觀察者將看見(jiàn)藍(lán)色磷光。如果在寶石腰棱以下有硼摻雜的層，則觀察者將在PL和磷光兩者中在頂面切割面的中心看見(jiàn)有區(qū)別的藍(lán)色環(huán)或斑點(diǎn)，這可由圖9a中的射線追蹤圖來(lái)說(shuō)明。藍(lán)色斑點(diǎn)的產(chǎn)生可能只有CVD合成寶石才有。一個(gè)構(gòu)成了從多面體寶石的底面向上到單個(gè)邊界的該琢石一部分的層的替代是一個(gè)離散層。通過(guò)使用剛剛描述的裝置，在圖17中所示的是拋光成0.80克拉球形鉆石的單個(gè)標(biāo)識(shí)CVD合成寶石的兩個(gè)圖像。該寶石的本體用氮生長(zhǎng)。在455nmLED激發(fā)下該寶石的本體產(chǎn)生桔黃色575nmPL，如在圖17的左側(cè)上的圖像中所示。為了在該琢石的頂面中產(chǎn)生清楚地可見(jiàn)的離散層的圖像，優(yōu)選的層是適當(dāng)?shù)匚挥谘庵拢?典型地)琢石高度的約1/4-1/3。因此在圖17中的寶石在這一位置具有約200-300μm厚的、發(fā)出磷光的硼摻雜的層。這一離散層僅僅產(chǎn)生非常弱的575nmPL和因此提供適度地界限分明的暗環(huán)，當(dāng)觀察通過(guò)該頂面產(chǎn)生的575nmPL時(shí)該環(huán)是可見(jiàn)的。然而，當(dāng)LED關(guān)掉和該氙閃光燈接通時(shí)，對(duì)應(yīng)于硼摻雜的層的暗環(huán)變成高度可見(jiàn)的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)該頂面觀察到界限分明的強(qiáng)烈藍(lán)色PL/磷光環(huán)，如在圖17中的右手圖像中所看到的。取決于切割面的精確取向，該環(huán)的各個(gè)節(jié)段的附加圖像可以在冠切割面中看見(jiàn)，其中該環(huán)的節(jié)段的位置在相同類型和角度的各切割面中是相似的，但在不同類型和角度的切割面之間會(huì)有不同，以便提供反映該寶石的對(duì)稱性的復(fù)雜系列的特征。在該頂面中觀察到的界限分明的著色環(huán)(在這種情況下藍(lán)色環(huán))的產(chǎn)生很可能只有CVD合成寶石才有，其中產(chǎn)生發(fā)光或磷光的界限分明的體積或?qū)?在這種情況下硼摻雜的層)被放入在該琢石的下半部，低于和遠(yuǎn)離該腰棱。實(shí)際上，這種情況清楚地由在圖17中的舉例寶石的右手圖像表示。圖9b顯示了寶石的射線追蹤圖，它具有例如剛好在腰棱之下的575nmPL層。這次的效果是剛好偏出該CVD合成寶石的頂面切割面的界限分明的桔黃色環(huán)。類似地，界限分明的有色環(huán)(在這種情況下桔黃色環(huán))的產(chǎn)生很可能只有CVD合成寶石才有，它具有剛好在該腰棱之下的產(chǎn)生發(fā)光或磷光(在這種情況下產(chǎn)生575nmPL的氮摻雜層)的界限分明的體積或?qū)?。本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將會(huì)理解，這些層的一定范圍的其它位置是可能的，其中可察覺(jué)的圖案包括各種環(huán)和其它鑒定圖案，但是關(guān)鍵的特征是在琢磨過(guò)的金剛石中的光學(xué)中心的非天然分布可在合適條件下作為在觀察的寶石中(優(yōu)選從頂面觀察)的顏色的非天然圖案來(lái)檢測(cè)到。進(jìn)一步舉例來(lái)說(shuō)，圖11顯示了0.2克拉球形鉆石CVD合成品10(與腰棱的平面之間大約35度的冠(crown)角和與腰棱的平面之間41.5度的底(pavilion)角)的由DiamondViewTM儀器記錄的PL圖像。該CVD合成品10具有從多面體寶石的底面點(diǎn)延伸到寶石高度的大約30％的藍(lán)色PL層。該圖像是用面對(duì)觀察者的頂面切割面12來(lái)記錄的。DiamondViewTM激發(fā)在類型11CVD合成品中充分地穿透，以激發(fā)相當(dāng)大的亞表面PL。在DiamondViewTM中藍(lán)色PL層的圖像非常類似于用眼睛對(duì)于寶石用短波UV光的本體激發(fā)簡(jiǎn)單觀察的圖像，該短波UV光具有在227nm到大約254nm的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。該圖像由在頂面切割面12的中心的明顯藍(lán)色“魚(yú)眼”斑14所支配。頂面切割面12的剩余部分缺少藍(lán)色PL。冠形切割面16顯示從內(nèi)部散射藍(lán)色PL開(kāi)始的強(qiáng)度分布。圖11與在圖12中所示的具有類似幾何結(jié)構(gòu)的寶石20的圖像很好地進(jìn)行對(duì)比，該圖像是通過(guò)對(duì)于從多面體寶石的底面點(diǎn)24延伸到該寶石20的高度的大約30％的PL層22使用射線追蹤程序來(lái)產(chǎn)生的。與圖11相似，圖12也體現(xiàn)特征于在頂面切割面28的中心的“魚(yú)眼”斑26，該頂面切割面28的剩余部分缺少PL。與DiamondVieWTM圖像和標(biāo)識(shí)觀察器圖像中一樣，冠形切割面30顯示從內(nèi)部散射PL開(kāi)始的強(qiáng)度分布。應(yīng)該指出的是，用于圖11中的寶石10和用于圖17中的寶石也都具有在藍(lán)色PL層之上的桔黃色575nm層。因此這些寶石通過(guò)使用如上所述的方法也都完美地在DiamondViewTM和標(biāo)識(shí)觀察器中表現(xiàn)出該桔黃色/綠色閃光效果。底角(pavilionangle)的變化對(duì)于觀察的圖像有影響。然而，所得到的圖象是充分地界限分明的，從而對(duì)于具有不同的底角和冠角(paVilionandcrownangles)和寶石形狀如方形琢型或祖母綠琢型的寶石而言，在來(lái)自發(fā)光層的光學(xué)效應(yīng)的利用上提供更大的信心。將在球形鉆石寶石中的底角(pavilionangle)從41.5度(圖12)改變到在寶石40中的25度時(shí)對(duì)于PL圖像的影響作用顯示在圖13中。該特征性“魚(yú)眼”42是清楚地可見(jiàn)和因此鑒定該寶石為標(biāo)識(shí)CVD合成寶石。特別當(dāng)這些層是用來(lái)形成代表制造廠商或其它信息的獨(dú)特標(biāo)記，而不是僅僅提供該材料的合成屬性時(shí)，則需要考慮這些層的構(gòu)造序列。在切割CVD合成寶石內(nèi)形成標(biāo)識(shí)的線的特征圖案需要是盡可能廣泛地采用的，并且有潛力地可用于本身是硼摻雜的以便提供可見(jiàn)的藍(lán)顏色而且提供藍(lán)色譜帶磷光源的那些CVD金剛石層中，或可用于另外含有氮和因此通過(guò)它們體積的一部分或全部顯示出桔黃色發(fā)光的CVD金剛石層或物體中。通過(guò)將兩層結(jié)合在一起形成圖案，相同的圖案因此能夠在這兩種類型的CVD金剛石層或物體中觀察到和鑒定，但風(fēng)險(xiǎn)是在標(biāo)記的邊緣上的最終層可能混入該背景中。這一風(fēng)險(xiǎn)可通過(guò)使用不對(duì)稱標(biāo)記來(lái)最大程度減少，其中該標(biāo)記的一個(gè)邊緣由藍(lán)色磷光來(lái)定義和另一個(gè)由桔黃色發(fā)光來(lái)定義。另外地，在標(biāo)記周圍的一些中性背景能夠被利用，或該標(biāo)記能夠故意地在圖案邊緣上變化以便在任何特殊類型的寶石中提供透明度。在整個(gè)體積中有足夠高水平的硼存在的CVD金剛石層中，例如當(dāng)需要強(qiáng)烈著色的寶石時(shí)，氮在標(biāo)記層中的添加不足以產(chǎn)生桔黃色發(fā)光但僅僅調(diào)節(jié)來(lái)自給體-受體對(duì)復(fù)合的藍(lán)色磷光。一種解決方案具體地說(shuō)是減少在N摻雜的層中的B濃度以使可以觀察到該桔黃色發(fā)光。另外地，在這種情況下藍(lán)色磷光的調(diào)節(jié)是足夠的，并且能夠通過(guò)所添加N和所添加B的濃度來(lái)控制。同樣地，在為了其它理由添加氮和在整個(gè)層中存在575nmPL的方法中，產(chǎn)生575nm發(fā)光層的替代方案是產(chǎn)生沒(méi)有575nm發(fā)光的層，或是通過(guò)改變氮濃度或通過(guò)其它工藝變化如甲烷濃度或溫度來(lái)調(diào)節(jié)575nm發(fā)光的強(qiáng)度。對(duì)于標(biāo)記層的選擇來(lái)說(shuō)，附加的優(yōu)點(diǎn)在于硼的藍(lán)色磷光相對(duì)于后處理如退火來(lái)說(shuō)是穩(wěn)定的，因此，即使該CVD金剛石層、物體或合成寶石由該方式處理，這些標(biāo)記仍然保留。相反地該桔黃色發(fā)光通過(guò)退火來(lái)改性，特別地在很高的溫度下。這些線因此表明在銷售點(diǎn)之后該物體已經(jīng)作后處理。尤其，桔黃色發(fā)光的退火能夠?qū)⒃摻埸S色發(fā)光轉(zhuǎn)化成特征性綠色發(fā)光或磷光(取決于所涉及的缺陷的相對(duì)濃度，在激發(fā)源移走之后該光繼續(xù)發(fā)射的程度將在幾個(gè)數(shù)量級(jí)上變化)。顯示出藍(lán)色磷光的這些層的穩(wěn)定性因此使得先前桔黃色發(fā)光譜帶的位置以及處理?xiàng)l件可以從在這些譜帶中存在的已改進(jìn)、提高或減少的顏色確定。正如在下面的實(shí)施例部分中所描述，在合適的照射條件下從標(biāo)識(shí)CVD合成寶石觀察到有區(qū)別的桔黃色/綠色閃光。在退火的標(biāo)識(shí)CVD合成寶石(特別地在很高的溫度下退火的那些寶石)該桔黃色/綠色閃光可以被綠色/綠色閃光替代。這一效果可以由適當(dāng)訓(xùn)練過(guò)的個(gè)人從已切割成任何成形的鉆石例如球形或方形的標(biāo)識(shí)CVD合成寶石中注意到。正如前面早已描述和由實(shí)施例進(jìn)一步描述的，在合適的照射條件下從適當(dāng)標(biāo)識(shí)的CVD合成寶石中觀察到有區(qū)別的桔黃色/藍(lán)色“魚(yú)眼”環(huán)或斑點(diǎn)。由于硼摻雜的CVD金剛石的藍(lán)色磷光相對(duì)于后處理如退火是穩(wěn)定的，該藍(lán)色“魚(yú)眼”環(huán)(在方形琢型寶石中的拍攝框)或斑點(diǎn)保持無(wú)變化并且仍然是鑒定標(biāo)識(shí)CVD合成寶石的有效方式，甚至在球形琢型和方形琢型寶石兩者中退火之后。本發(fā)明的一個(gè)具體變型是在桔黃色發(fā)光材料退火之后所獲得的綠色發(fā)光的有意使用，單獨(dú)或與其它標(biāo)識(shí)中心和結(jié)構(gòu)相結(jié)合。使用一種類型的標(biāo)記層(例如藍(lán)色磷光)所設(shè)想的多個(gè)線的最簡(jiǎn)單圖案示于圖14中。該金剛石材料50包括被間隔層56分開(kāi)的一雙標(biāo)記層52，54。這里，tm是各自標(biāo)記層52，54的厚度和ts是間隔層56的厚度。將第二類型的層(例如桔黃色發(fā)光)包括在內(nèi)可以得到如在圖15中所示的結(jié)構(gòu)。在這一實(shí)施方案中，該合成金剛石材料60具有被第二標(biāo)記層66分開(kāi)的一對(duì)的第一標(biāo)記層62，64。在一些情況下更合適的較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)是彼此鄰近的兩種類型的標(biāo)記層中的一種的一個(gè)層，其中再一個(gè)變型是這兩個(gè)層被未摻雜或未標(biāo)識(shí)的材料的間隔層分隔開(kāi)。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以設(shè)想該結(jié)構(gòu)可能是更復(fù)雜的，它使用更多個(gè)層和具有清楚地變化的厚度。在圖16中所示的合成金剛石材料70中，72，74，76，78，80和82層的厚度是變化的。它們可以是，例如50μm(74，80)，25μm(76，78)，和12μm(72，82)，達(dá)到175μm的標(biāo)記總厚度，這可以在正確的觀察用照射下清楚地看見(jiàn)，條件是摻雜劑水平適宜地控制。已經(jīng)說(shuō)明，給定了厚度的標(biāo)記層能夠在10％或更好的精確度上生長(zhǎng)，典型的值是在3％-5％范圍。對(duì)于更厚的層或在常規(guī)的生產(chǎn)方法中，有可能實(shí)現(xiàn)2％或更好的精確度。然而，當(dāng)用以上帶隙照射觀察這些層時(shí)，該標(biāo)記層將可以在與這些層交叉的任何表面上看到，但該表面也許不垂直于(即以直角)標(biāo)記層，并且在包括合成寶石在內(nèi)的許多商品金剛石物體中常常是這種情況。因此，這些層的絕對(duì)尺寸典型地在CVD金剛石物體的一個(gè)切割面與另一個(gè)之間，或必然地在類似的物體之間是不一致的(雖然這就是這樣的情況如果標(biāo)記層和從金剛石上切割下來(lái)的物體的取向是晶體學(xué)取向的話)，容易地變化高達(dá)約+/-50％，取決于觀察它們的切割面的角度。然而，在任何單一切割面上一致的是層厚度與顏色序列的相對(duì)比率，這允許該起源標(biāo)記或指印的適當(dāng)鑒定。當(dāng)然從該CVD金剛石物體的幾何結(jié)構(gòu)以及發(fā)生交叉的該層和切割面的特定取向有可能計(jì)算這些層的精確厚度，但這是該優(yōu)選實(shí)施方案避免的復(fù)雜性的程度。還有可能直接通過(guò)使用諸如共焦深度輪廓分析法(profilng)之類的技術(shù)來(lái)測(cè)量這些厚度，但再一次這一般需要比預(yù)想更復(fù)雜的設(shè)備。因此，如果將層厚度的相對(duì)比率取作唯一可測(cè)量的特性，單個(gè)標(biāo)記層無(wú)法給出信息，因?yàn)闆](méi)有參考點(diǎn)。然而，具有2個(gè)標(biāo)記層和間隔層的起源標(biāo)記可以提供兩個(gè)獨(dú)特的參數(shù)，例如將間隔層取作量尺，根據(jù)該量尺來(lái)比較每一標(biāo)記層的厚度。具有3個(gè)標(biāo)記層和2個(gè)間隔層的起源標(biāo)記提供4個(gè)獨(dú)特的參數(shù)(前提條件是沒(méi)有鏡面對(duì)稱)，等等。因此，在實(shí)踐中，可以相信，提供可區(qū)別的起源標(biāo)記但允許有幾個(gè)故意的變型的合理層數(shù)將是3個(gè)標(biāo)記層，提供4個(gè)獨(dú)特的厚度比參數(shù)。當(dāng)另外使用兩種不同類型的標(biāo)記層時(shí)，獨(dú)特的參數(shù)的數(shù)量能夠按類似方式考慮。舉例來(lái)說(shuō)，以上描述了本發(fā)明，給出了理想的光學(xué)中心和層狀結(jié)構(gòu)的特定細(xì)節(jié)的詳述。然而，本領(lǐng)域中的那些技術(shù)人員將會(huì)理解這不限制本發(fā)明的共性，在本發(fā)明的大多數(shù)的一般形式中本發(fā)明提供了在正常觀察條件下不影響金剛石層的可見(jiàn)性能的情況下檢測(cè)金剛石層的合成屬性的手段。優(yōu)選的形式是光學(xué)中心如575nmPL中心的使用，以提供該合成指示。然而，還有可能使用該材料的其它特性或性能。再一個(gè)優(yōu)選的形式是層狀結(jié)構(gòu)的使用以強(qiáng)調(diào)該材料的有意標(biāo)識(shí)的合成屬性。特別優(yōu)選的形式是光學(xué)中心和層狀結(jié)構(gòu)的使用的兼顧，以便提供該材料的合成屬性的明顯證據(jù)，甚至當(dāng)通路(access)或其它因素增加困難時(shí)。本發(fā)明現(xiàn)在參考下面的非限制性例子來(lái)描述。實(shí)施例1根據(jù)描述在WO01/96634中的方法制備適合于合成單晶CVD金剛石的基材，具有{100}主面。這些基材通過(guò)使用高溫金剛石銅鋅合金焊被銅鋅焊到鎢基材之上。將其引進(jìn)到微波等離子體CVD反應(yīng)器中并按照在WO01/96634中描述的一般形式開(kāi)始刻蝕和生長(zhǎng)周期，然后，合成如下進(jìn)行第一個(gè)生長(zhǎng)周期包括在200×102Pa下和在850℃的基材溫度下200/250/4500sccm(標(biāo)準(zhǔn)立方厘米/每秒)的CH4/Ar/H2，沒(méi)有添加摻雜劑。第二生長(zhǎng)階段與以上第一階段相同，另外添加了0.8sccm的稀釋在氫(0.003ppm)中的20ppmB2H6，并且添加了25sccm的稀釋在氫(0.5ppm)中的100ppmN2。第三生長(zhǎng)階段與以上第一階段相同，添加了10sccm的稀釋在氫(0.2ppm)中的100ppmN2。第四個(gè)階段是第一階段的重復(fù)。在生長(zhǎng)期結(jié)束之后，將該基材從反應(yīng)器中取出并且從基材上分離出CVD金剛石層。這一層然后被拋光生產(chǎn)具有{100}生長(zhǎng)扇形面材料的6.7×6.6×2.3mm金剛石模塊并分析它的光學(xué)性質(zhì)和各層的結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用在“DiamondViewTM”中的高于帶隙的輻射，這些層的結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)觀察模塊的側(cè)面測(cè)定是層1450μm厚度，層2250μm厚度，層3285μm厚度和層41.31mm。層2顯示強(qiáng)磷光和層3顯示強(qiáng)575nm發(fā)光。這一層狀結(jié)構(gòu)只有本發(fā)明的合成金剛石才有。在標(biāo)準(zhǔn)的寶石商UV手提燈下，有可能在黑暗的房間中從寶石中辨別發(fā)光和磷光，雖然藍(lán)色磷光傾向于主宰了在輻照過(guò)程中的桔黃色發(fā)光。適合于批量生產(chǎn)的低成本觀察器經(jīng)過(guò)構(gòu)造設(shè)計(jì)之后可以評(píng)價(jià)在裝置實(shí)施例4中詳細(xì)描述的和在圖10中說(shuō)明的金剛石的該磷光和發(fā)光性能。該觀察器包括5WOEM脈沖氙單元(HamamatsuPhotonics，L9456型)和在455nm下發(fā)射的LuxeonLumiledStar/CLED。從在相同的合成試驗(yàn)中所生產(chǎn)的CVD金剛石的類似模塊制備0.2ct球形的多面形琢型的合成寶石，并且評(píng)級(jí)為H顏色。第一層，在硼發(fā)出磷光層之下，在加工過(guò)程中被除去。前面描述了當(dāng)通過(guò)在DiamondViewTM中的頂面和標(biāo)識(shí)觀察器觀察時(shí)在這一寶石中所觀察到的575nm發(fā)光和藍(lán)色磷光的外觀(圖11和圖12)，在由桔黃色發(fā)光包圍的頂面的中心具有可見(jiàn)的明顯藍(lán)色“魚(yú)眼”斑，和在冠切割面中可見(jiàn)的藍(lán)色磷光和桔黃色發(fā)光的明顯圖案。實(shí)施例2重復(fù)在實(shí)施例1中描述的生長(zhǎng)程序，以生產(chǎn)5×5×3mm厚度的層。從這一模塊上切割下垂直板并制造成金剛石解剖刀片。在這些刀片中標(biāo)識(shí)層的存在在正常照明下不可辯別，因此不影響它們的正常功能。在使用DiamondViewTM的檢查中，標(biāo)識(shí)層的存在和結(jié)構(gòu)是清楚可辨別的，確定了制造該刀片的材料的起源。在裝置實(shí)施例4，和實(shí)施例1中描述的和在圖10中示出的低成本觀察器下的檢查清楚地顯示了桔黃色發(fā)光和藍(lán)色磷光，使得該材料清楚地辨認(rèn)為唯一的合成屬性。實(shí)施例3重復(fù)在實(shí)施例1中描述的生長(zhǎng)程序，以生產(chǎn)3.7mm厚度的層。將這一層拋光成球形的多面形琢型(brilliantcut)。在使用DiamondViewTM的檢查中，標(biāo)識(shí)層的存在和結(jié)構(gòu)是清楚可辨別的，跨越剛好在腰棱之下的切割面截取，確定了制造該寶石的材料的起源。在實(shí)施例1、裝置實(shí)施例4中描述的和在圖10中示出的低成本標(biāo)識(shí)觀察器下的檢查清楚地顯示了桔黃色發(fā)光和藍(lán)色磷光，使得該材料清楚地辨認(rèn)為唯一的合成屬性。實(shí)施例4使用類似于實(shí)施例1的生長(zhǎng)條件，但改變不層的持續(xù)時(shí)間，生產(chǎn)出一系列的呈現(xiàn)球形的鉆石和方形切割寶石形式的示范性寶石。示范性寶石圖像示于圖17到19中。在各圖中的左側(cè)圖像是在455nmLED激發(fā)下的寶石的圖像并且顯示了575nm/桔黃色PL。在各圖中的右側(cè)圖像是在來(lái)自濾光的氙閃光燈的232nm深UV激發(fā)下該寶石的圖像并顯示了該藍(lán)色PL/磷光。圖17和18顯示了球形示范性寶石和圖19顯示了方形切割的示范性寶石。權(quán)利要求1.在CVD單晶金剛石材料中引入起源標(biāo)記或指印的方法，該方法包括以下步驟提供金剛石基材，提供源氣體，離解該源氣體因此實(shí)施同質(zhì)外延金剛石生長(zhǎng)，和以控制的方式將一種或多種化學(xué)摻雜劑引入到該合成過(guò)程中以便在合成金剛石材料中形成起源標(biāo)記或指印，選擇該摻雜劑以便該起源標(biāo)記或指印在正常觀察條件下是不易檢測(cè)的或不影響該金剛石材料的感覺(jué)到的質(zhì)量，但是該起源標(biāo)記或指印在特定觀察條件下是可檢測(cè)的或致使可檢測(cè)的。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)該金剛石材料暴露于規(guī)定波長(zhǎng)的光或輻射時(shí)該起源標(biāo)記或指印是可檢測(cè)的或致使可檢測(cè)的。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中該起源標(biāo)記或指印是以在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到金剛石材料中的一個(gè)或多個(gè)層或區(qū)域的形式提供的。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中引入到合成過(guò)程中的一種或多種化學(xué)摻雜劑是以氣體形式添加的。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中化學(xué)摻雜劑或該摻雜劑中的一種提供氮源，后者被引入到金剛石中并產(chǎn)生起源標(biāo)記或指印，該起源標(biāo)記或指印在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下以它們的相關(guān)電子振動(dòng)體系顯示出575nm和/或637nm發(fā)光峰。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中該起源標(biāo)記或指印顯示在533nm的光致發(fā)光線。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的方法，其中該摻雜劑提供硼源和氮源，這些元素被引入到金剛石的一個(gè)或多個(gè)特定的區(qū)域中并產(chǎn)生起源標(biāo)記或指印，該起源標(biāo)記或指印在合適的較短波長(zhǎng)激發(fā)下產(chǎn)生峰值一般在400nm-500nm之間的特征磷光。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中硼以低于0.1ppm的濃度被引入到合成金剛石材料中。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其中硼以大于0.0001ppm的濃度被引入到合成金剛石材料中。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任何一項(xiàng)的方法，其中被引入到合成金剛石材料中的硼和氮的濃度是在彼此的10倍之內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中任何一項(xiàng)的方法，其中硼以比氮更高的濃度存在于該合成金剛石材料中。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中在合適的光波長(zhǎng)激發(fā)下產(chǎn)生575/637nm發(fā)光和400nm-500nm磷光的這些層或區(qū)域的結(jié)合物在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到該金剛石材料中。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中具有在光激發(fā)下發(fā)射737nm輻射的中心的層或區(qū)域在合成過(guò)程中生長(zhǎng)到該金剛石材料中。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中一種或多種摻雜劑包括硅源。15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中硅以低于10ppm的濃度被引入到合成金剛石材料中。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的方法，其中硅以大于0.0001ppm的濃度被引入到合成金剛石材料中。17.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任何一項(xiàng)的方法，其中起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)是通過(guò)人眼，與包括濾光片和透鏡的其它合適光學(xué)元件相結(jié)合來(lái)進(jìn)行的。18.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任何一項(xiàng)的方法，其中輻射的檢測(cè)是通過(guò)一種儀器來(lái)進(jìn)行的，該儀器提供了該輻射強(qiáng)度的測(cè)量，或提供了這一測(cè)量數(shù)值是否超過(guò)或低于閾值的指征。19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所檢測(cè)的該輻射是737nm輻射。20.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任何一項(xiàng)的方法，其中起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)是通過(guò)光學(xué)圖像捕獲或電子圖像捕獲，與包括濾光片和透鏡的其它合適光學(xué)元件相結(jié)合來(lái)進(jìn)行的。21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)具有在天然金剛石中無(wú)法觀察到的光學(xué)性質(zhì)的缺陷中心來(lái)形成的。22.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任何一項(xiàng)的方法，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)缺陷中心來(lái)形成的，缺陷中心的可測(cè)量的或可觀察的分布是在天然金剛石中沒(méi)有觀察到的一種形式。23.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任何一項(xiàng)的方法，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)具有光學(xué)性質(zhì)的缺陷中心來(lái)形成的，光學(xué)性質(zhì)以及該光學(xué)中心的可測(cè)量的或可觀察的分布的結(jié)合是在天然金剛石中沒(méi)有觀察到的一種形式。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中該指印或起源標(biāo)記提供了一種手段，通過(guò)該手段能夠鑒定對(duì)金剛石的修飾。25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中該指印或起源標(biāo)記提供了一種手段，通過(guò)該手段能夠鑒定由退火處理對(duì)該金剛石所實(shí)施的修飾。26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中該指印或起源標(biāo)記用來(lái)鑒定該材料的合成屬性。27.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中該指印或起源標(biāo)記用來(lái)鑒定制造廠商，或用作制造廠商工藝識(shí)別標(biāo)記。28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中該指印或起源標(biāo)記用作商標(biāo)或呈現(xiàn)商標(biāo)形式。29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)的方法，其中基材是具有在其上進(jìn)行生長(zhǎng)的表面的金剛石基材。30.在其本體中帶有起源標(biāo)記或指印的CVD單晶金剛石材料，該起源標(biāo)記或指印在正常觀察條件下是不易檢測(cè)的或不影響該金剛石材料的感覺(jué)到的質(zhì)量，但是該起源標(biāo)記或指印在特定觀察條件下是可檢測(cè)的或致使可檢測(cè)的。31.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，它被制備成寶石或它適合制備寶石。32.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，它被制備成寶石，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)具有在天然金剛石中無(wú)法觀察到的性質(zhì)的缺陷中心來(lái)形成的。33.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，它被制備成寶石，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)缺陷中心來(lái)形成的，缺陷中心的可測(cè)量的或可觀察的分布是在天然金剛石中沒(méi)有觀察到的一種形式。34.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，它被制備成寶石，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)具有光學(xué)性質(zhì)的缺陷中心來(lái)形成的，光學(xué)性質(zhì)以及該缺陷中心的可測(cè)量的或可觀察的分布的結(jié)合是在天然金剛石中沒(méi)有觀察到的一種形式。35.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，它被制備成寶石，其中在金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印是通過(guò)缺陷中心來(lái)形成的，缺陷中心的分布通過(guò)該寶石的頂面作為特征來(lái)觀察到。36.根據(jù)權(quán)利要求35的CVD單晶金剛石材料，其中在寶石的頂面中觀察的特征是實(shí)心幾何形狀或未填充幾何形狀，該幾何形狀的精確幾何結(jié)構(gòu)反映了該寶石圍繞著以90°通過(guò)該寶石頂面的一個(gè)軸的對(duì)稱性。37.根據(jù)權(quán)利要求35或36的CVD單晶金剛石材料，其中該寶石具有一般球形的形式并且在寶石頂面中可觀察的特征是斑點(diǎn)或環(huán)。38.根據(jù)權(quán)利要求37的CVD單晶金剛石材料，其中該寶石具有球形鉆石形式。39.根據(jù)權(quán)利要求35或36的CVD單晶金剛石材料，其中該寶石具有矩形形式并且在寶石頂面中可觀察的特征是實(shí)心正方形或正方形輪廓。40.根據(jù)權(quán)利要求35的CVD單晶金剛石材料，其中在寶石的頂面上可觀察的特征是由位于與寶石頂面大致平行的平面中的在該寶石的腰棱以下的一個(gè)或多個(gè)層所形成的。41.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，其中該單晶金剛石材料是為了工業(yè)應(yīng)用所制備的，在該應(yīng)用中它對(duì)于使用者而言是看得見(jiàn)的元件或是可再使用的或需要定期再加工。42.根據(jù)權(quán)利要求41的CVD單晶金剛石材料，其中該單晶金剛石材料是切削片或它的組件。43.根據(jù)權(quán)利要求42的CVD單晶金剛石材料，其中該單晶金剛石材料是金剛石解剖刀片。44.根據(jù)權(quán)利要求30-43中任何一項(xiàng)的CVD單晶金剛石材料，其中該起源標(biāo)記或指印是包括一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記層的單個(gè)組或圖案的形式，各層具有在10μm到1000μm范圍內(nèi)的厚度。45.根據(jù)權(quán)利要求44的CVD單晶金剛石材料，其中各層具有在20μm到600μm范圍內(nèi)的厚度。46.根據(jù)權(quán)利要求45的CVD單晶金剛石材料，其中各層具有在50μm到400μm范圍內(nèi)的厚度。47.根據(jù)權(quán)利要求46的CVD單晶金剛石材料，其中各層具有在100μm到250μm范圍內(nèi)的厚度。48.根據(jù)權(quán)利要求30-43中任何一項(xiàng)的CVD單晶金剛石材料，其中該起源標(biāo)記或指印是各自包括一個(gè)或多個(gè)標(biāo)記層的多重或重復(fù)圖案的形式，各層具有在2μm到100μm范圍內(nèi)的厚度。49.根據(jù)權(quán)利要求48的CVD單晶金剛石材料，其中各層具有在5μm到50μm范圍內(nèi)的厚度。50.根據(jù)權(quán)利要求30-49中任何一項(xiàng)的CVD單晶金剛石材料，在合適照射條件下它顯示出從575nm/637nmN相關(guān)缺陷中心發(fā)出的桔黃色發(fā)光，和在相同的或其它合適的照射條件之下或之后，顯示出與給體-受體對(duì)復(fù)合有關(guān)的藍(lán)色磷光。51.根據(jù)權(quán)利要求30-50中任何一項(xiàng)的CVD單晶金剛石材料，在合適的照射條件下它顯示出一個(gè)以上的離散層，其中這些層的厚度的比率是根據(jù)預(yù)定圖案來(lái)確定。52.根據(jù)權(quán)利要求30的CVD單晶金剛石材料，其中該指印或起源標(biāo)記包括嵌入該材料的大部分體積中的不含具有不同性質(zhì)的缺陷的一個(gè)或多個(gè)層，它是由具有不同性質(zhì)的缺陷所標(biāo)記的。53.根據(jù)權(quán)利要求30-52中任何一項(xiàng)的CVD單晶金剛石材料，其中該指印或起源標(biāo)記用作商標(biāo)或呈現(xiàn)商標(biāo)形式。54.檢測(cè)在帶有起源標(biāo)記或指印的CVD單晶金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印的裝置，該裝置包括經(jīng)過(guò)設(shè)置以接受或容納帶有起源標(biāo)記或指印的CVD單晶金剛石材料的主體；經(jīng)過(guò)設(shè)置以將光或輻射引導(dǎo)在CVD單晶金剛石材料上的光或輻射源，該光或輻射具有適合于引起該起源標(biāo)記或指印的激發(fā)的波長(zhǎng)，導(dǎo)致該起源標(biāo)記或指印的發(fā)光和/或發(fā)磷光以暴露該起源標(biāo)記或指??；和檢測(cè)所暴露的起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)器。55.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中檢測(cè)器包括用于觀察該發(fā)光和/或磷光的觀察器，或提供特定的發(fā)光和/或磷光的強(qiáng)度測(cè)量的儀器。56.根據(jù)權(quán)利要求55的裝置，其中特定的發(fā)光和/或磷光的強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果是模擬或數(shù)字電信號(hào)或顯示讀數(shù)的形式。57.根據(jù)權(quán)利要求54-56中任何一項(xiàng)的裝置，其中該裝置包括用于觀察由起源標(biāo)記或指印發(fā)射的波長(zhǎng)的一定范圍的濾光片，以及排除背景白光或?qū)τ谟^察由該標(biāo)記發(fā)射的波長(zhǎng)有害的所存在的波長(zhǎng)的設(shè)備。58.根據(jù)權(quán)利要求54-57中任何一項(xiàng)的裝置，進(jìn)一步包括用于放大在CVD單晶金剛石材料中的所暴露的起源標(biāo)記或指印的放大器。59.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中該裝置經(jīng)過(guò)設(shè)置以優(yōu)先地激發(fā)575nm和/或637nm發(fā)光。60.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中該裝置經(jīng)過(guò)設(shè)置以優(yōu)先地激發(fā)峰值在400-500nm的區(qū)域中的藍(lán)色譜帶磷光。61.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中該裝置經(jīng)過(guò)設(shè)置以優(yōu)先地激發(fā)575nm和/或637nm發(fā)光和其后優(yōu)先地激發(fā)峰值在400-500nm區(qū)域中的藍(lán)色譜帶磷光。62.根據(jù)權(quán)利要求54的裝置，其中該裝置經(jīng)過(guò)設(shè)置以優(yōu)先地激發(fā)737nm發(fā)光峰。63.根據(jù)權(quán)利要求59的裝置，進(jìn)一步包括用于增強(qiáng)該575和/或637nm發(fā)光的檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)濾光片。64.根據(jù)權(quán)利要求63的裝置，它包括濾光片，該濾光片經(jīng)過(guò)設(shè)置以阻斷在450nm附近的波長(zhǎng)的透射，因此增強(qiáng)該575/637nm發(fā)光的觀察或檢測(cè)。65.根據(jù)權(quán)利要求60的裝置，進(jìn)一步包括用于增強(qiáng)峰值在400-500nm范圍內(nèi)的藍(lán)色譜帶磷光的檢測(cè)的一個(gè)或多個(gè)濾光片。66.根據(jù)權(quán)利要求59，61，63或64中任何一項(xiàng)的裝置，其中該光或輻射源經(jīng)過(guò)選擇以提供在300-550nm范圍中的照射。67.根據(jù)權(quán)利要求66的裝置，其中光或輻射源是高功率發(fā)光二極管。68.根據(jù)權(quán)利要求60，61或65中任何一項(xiàng)的裝置，其中該光或輻射源經(jīng)過(guò)選擇以提供在225-275nm范圍中的照射。69.根據(jù)權(quán)利要求68的裝置，其中光或輻射源是脈沖氙源。70.根據(jù)權(quán)利要求68或69的裝置，其中光源進(jìn)一步包括排除在225-275nm范圍以外的波長(zhǎng)的濾光片。71.根據(jù)權(quán)利要求68-70中任何一項(xiàng)的裝置，其中觀察器或檢測(cè)器利用可吸收在225-275nm范圍內(nèi)的UV的窗口如玻璃或有機(jī)玻璃觀察窗口來(lái)加以保護(hù)免受來(lái)自光或輻射源的UV輻射損害。72.根據(jù)權(quán)利要求62的裝置，其中光或輻射源經(jīng)過(guò)選擇以提供在480-700nm范圍內(nèi)的照射。73.根據(jù)權(quán)利要求72的裝置，其中光或輻射源是633HeNe激光器。74.觀察或檢測(cè)在帶有起源標(biāo)記或指印的CVD單晶金剛石材料中的起源標(biāo)記或指印的方法，該起源標(biāo)記或指印在正常觀察條件下是不可見(jiàn)的，該方法包括以下步驟a)將光或輻射源引導(dǎo)在CVD單晶金剛石材料上，該光或輻射具有適合于引起該起源標(biāo)記或指印的激發(fā)的波長(zhǎng)，導(dǎo)致該起源標(biāo)記或指印的發(fā)光和/或發(fā)磷光以暴露該起源標(biāo)記或指?。缓蚥)觀察或檢測(cè)所暴露的起源標(biāo)記或指印。全文摘要在CVD單晶金剛石材料中引入起源標(biāo)記如商標(biāo)或指印的方法，包括以下步驟提供金剛石基材，提供源氣體，離解該源氣體因此實(shí)施同質(zhì)外延金剛石生長(zhǎng)，和以控制方式將摻雜劑引入到源氣體中以便在該合成金剛石材料中產(chǎn)生起源標(biāo)記或指印。選擇摻雜劑以使得該起源標(biāo)記或指印不容易檢測(cè)到或在正常觀察條件下不影響金剛石材料的所察覺(jué)質(zhì)量，但是該起源標(biāo)記或指印在特殊的觀察條件下是可檢測(cè)或致使可檢測(cè)的，例如當(dāng)暴露于規(guī)定波長(zhǎng)的光或輻射時(shí)。起源標(biāo)記或指印的檢測(cè)可以是目視檢測(cè)或使用例如特定的光學(xué)儀器設(shè)備的檢測(cè)。文檔編號(hào)A44C17/00GK1914126SQ200480041431公開(kāi)日2007年2月14日申請(qǐng)日期2004年12月10日優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日發(fā)明者D·J·特維切,G·A·斯卡布魯克,P·M·馬蒂諾,P·M·斯皮爾申請(qǐng)人:六號(hào)元素有限公司