判别蓝宝石成因及产地是宝石学研究中的重要内容, 区分蓝宝石属于变质岩型或玄武岩型通常需要使用光谱学分析、 内含物分析、 化学成分分析结合的方法。 选取斯里兰卡变质岩型蓝宝石和老挝玄武岩型蓝宝石进行研究。 两地蓝宝石的紫外-可见-近红外吸收光谱测试、 化学成分分析结果分别符合变质岩型和玄武岩型蓝宝石的基本特征。 三维荧光光谱测试表明, 斯里兰卡变质岩型蓝宝石出现了发射波长为540~560和560~580 nm的荧光, O^2--Ti⁴⁺导致的420~440 nm荧光和Cr³⁺导致的694 nm荧光; 老挝玄武岩型蓝宝石只出现了O^2--Ti⁴⁺导致的发射波长为418 nm的荧光, 且强度很弱。 两种蓝宝石的主要区别是斯里兰卡变质岩型蓝宝石总体荧光强度较强, 且拥有发射波长为540~560和560~580 nm的两段荧光。

目前CVD法合成单晶钻石是超硬材料科学和宝石学关注的热点之一, 该方法合成的单晶钻石常带有褐色调。 通常采用高温高压法(HPHT)提高褐色CVD钻石的色级和透明度, 在前期HPHT处理褐色CVD钻石实验基础上, 选出颜色改善明显的三颗样品, 对其处理前后谱学特征进行对比。 采用紫外-可见吸收光谱、 红外光谱、 光致发光光谱、 三维荧光光谱、 激光拉曼光谱以及X射线摇摆曲线进行分析。 结果表明, 褐色和深褐色样品褪色温度较高, 处理后样品紫外-可见吸收光谱吸收系数明显减小, 透明度明显提高。 样品中红外与近红外光谱显示, 在1 332 cm^-1处的吸收峰与N⁺中心有关, 该中心是褐色CVD钻石常见特征。 在3 124 cm^-1处吸收峰与NVH⁰缺陷中心有关, 该峰在CVD钻石和HPHT处理钻石中常见。 另外在2 700~3 200 cm^-1范围变化的一组吸收峰, 与C—H键伸缩振动有关。 高温对CVD钻石含H基团影响较大, 在5~6 GPa压力下处理温度在1 500~1 700 ℃范围, 会在近红外波段4 673, 6 352, 7 354, 7 540, 7 804和8 535 cm^-1出现一组吸收峰, 可指示样品经过较高温度处理。 目前针对CVD钻石以及经过HPHT处理的CVD钻石近红外波段的论述较少, 该研究可以为鉴定CVD钻石及HPHT处理CVD钻石提供依据。 综合光致发光光谱和三维荧光光谱分析, 处理后样品NV^-缺陷比例减小, SiV^-中心缺陷比例增加。 在5~6 GPa压力下, 仅当处理温度高于1 500 ℃时, 样品三维荧光光谱在λ_ex/λ_em=500 nm/575 nm处荧光峰增强, 在λ_ex/λ_em=490 nm/550 nm处荧光峰消失, 从某种意义上该峰位变化可指示样品经过较高温度处理。 物相分析结果显示, HPHT处理后CVD钻石在1 332 cm^-1处拉曼位移半高宽和XRD摇摆曲线半高宽均减小, 表现出了较好的一致性, 说明经HPHT处理的褐色CVD钻石结晶质量变优。

以市场上销售的国内改色紫红色圆刻面型钻石为研究对象, 通过对其光谱学特征进行分析, 确定了此类紫红色改色处理钻石的鉴定。 样品颜色呈现不同饱和度的紫红色, 净水称重法测试比重为3.52, 放大观察, 样品DR-2与DR-3的部分刻面光泽较弱, 显示了未被重新抛光的严重烧蚀区域, 石墨化沿内应力断裂明显, 其表面可能经过高温高压处理。 365nm长波紫外下, 均呈现蓝色、 橙红色、 黄色和绿色混合的白垩状荧光外观, 无磷光现象, 而天然紫红色钻石为蓝色荧光或无荧光。 宽频诱导发光图像仪GV5000深紫外下均呈现橙红色和蓝色混合荧光, 无磷光现象。 红外光谱中红外区均显示集合体氮相关的A中心和B中心, 归类为IaAB型, 且具有H1a辐照退火相关的特征峰, 红外光谱近红外区均显示H1b, H1c辐照退火相关的特征峰与H₂中心的特征峰。 紫外可见近红外分光光度计均显示明显的NV^-中心, H₂中心和806 nm吸收峰, 400~460和570 nm宽带处反射率的变化分别与N₃中心和NV⁰中心相关, 明显的NV^-中心在天然紫红色钻石中极少发现, H₂中心指示可能经过高温高压处理, 可见光范围内对红光和蓝光的吸收较弱, 所以呈现为紫红色外观。 三维荧光光谱和光致发光光谱均显示出N₃, H₃, H₄, NV⁰, NV^-相关的发光中心, N₃贡献蓝色荧光, H₃和H₄贡献黄绿色荧光, NV⁰与NV^-贡献橙红色荧光。 综合分析, 三颗样品均为天然成因的钻石, 后期经过高温高压, 辐照, 退火等多重处理, 其紫红色主要由N₃中心, NV⁰中心与NV^-中心共同贡献。