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鑽石螢光與磷光 天然與培育鑽石的發光現象及選購判斷

2024年7月16日
讀畢需時 11 分鐘

已更新:10月24日

一顆白鑽在日常光線下清澈無色,放到紫外燈下卻發出藍光;另一顆鑽石在照射時反應不明顯,移走光源後,反而留下淡淡餘光。前者是螢光,後者是磷光。它們反映鑽石內部如何吸收及釋放能量,天然鑽石與培育鑽石都可能出現。


螢光和磷光與鑽石的外觀、鑑定及交易有不同關係。選購時,值得了解的是發光發生在甚麼條件下、日常能否察覺,以及它對這一顆鑽石的色澤和通透感有甚麼影響。證書上的一個「None」,或紫外燈下的一張照片,只交代其中一部分。


文章目錄



1 螢光與磷光的分別


照射時發光與熄燈後的餘光


寶石學所說的螢光(Fluorescence),通常指寶石受紫外線激發時發出的可見光;當激發停止,這種發光亦迅速停止。磷光(Phosphorescence)則是激發光源移走後仍持續的發光,可以短至肉眼難以察覺,也可以持續數秒或更久。[1]


兩者都與晶體內部的電子能量變化有關。某些微量元素及晶格缺陷形成發光中心,吸收適當能量後釋放光;部分機制涉及電荷被暫時捕獲,再逐步釋放,因而出現延遲發光。磷光的「磷」是現象名稱,並不代表鑽石必須含有磷元素。HPHT 培育鑽石的部分餘光,研究便涉及氮、硼及電荷捕獲機制。[2][14]


三個階段分別顯示照射前 照射時及移走光源後 螢光迅速停止 磷光仍有逐漸減弱的餘光
圖1 螢光與磷光的時間差別 示意圖

真實刻面質感鑽石對照紫外燈開啟及關閉 上排藍色螢光熄燈後停止 下排藍綠餘光持續
圖2 上排A示意螢光隨紫外燈熄滅而停止 下排B示意熄燈後仍持續的磷光 生成示意圖

發光與鑽石本來的顏色各有含意


日常看到的鑽石顏色,主要與它對可見光的吸收等因素有關;螢光則加入了受激發後發出的光。粉紅鑽可以發出藍色螢光,藍鑽也可能有紅色磷光。觀察時,應分別記錄白光下的本色、照射時的發光,以及熄燈後的餘光。[2][8][10]


鑽石隨轉動出現的亮暗交替與彩色火彩,主要來自切工、反射、折射及色散。它們與螢光有不同的光學機制,亦需要不同的觀看條件。相關內容可延伸閱讀鑽石閃爍與火彩指南。



2 天然鑽石為何會有螢光


氮相關缺陷是常見藍色螢光的來源


天然鑽石生長及經歷地質環境的過程中,可能納入微量氮,並在溫度與時間的作用下形成不同缺陷組合。常見的 N3 發光中心,由三個氮原子與一個相鄰空位組成,是天然鑽石藍色螢光的重要來源。這裏的「缺陷」描述原子排列,與肉眼看到的裂紋或黑點並不是同一概念。[2][3]


發不發光、發甚麼顏色,還取決於缺陷種類、濃度、彼此作用及照射波長。某些缺陷吸收能量後可以發光,另一些則可能吸收或抑制這些光。因此,不能單以「氮較多」預測螢光一定較強。[2]


左側顯示一般碳晶格 中間以三個氮與一個空位示意N3 右側示意氮與空位組合 顏色用於辨識原子而非原子本色
圖3 不同原子排列與缺陷組合可以形成不同發光中心 局部結構示意圖

常見並不代表大部分天然鑽石都會發光


GIA 的消費者資料指出,約25%至35%的鑽石在長波紫外線下呈現某程度螢光,其中絕大多數為藍色。這是理解天然白鑽時常用的參考範圍;有螢光的是相當一部分,仍有更多鑽石在相應條件下沒有可見反應。[3]


天然鑽石之間的差異,本來就是它們各自生長歷史的一部分。沒有螢光的天然鑽石同樣正常;帶螢光的鑽石,也要按個別外觀評估。螢光提供有用的材料特徵,但單獨一項不足以確認來源。[12]



3 培育白鑽為何常見 None


製造高色白鑽需要控制雜質與致色缺陷


要培育無色至近無色鑽石,生產者需要控制會造成黃、棕等色調的雜質及缺陷。以 HPHT 為例,生長配方可以加入捕捉氮的材料,減少氮進入鑽石;CVD 則透過氣體及生長條件控制,再按產品需要作後續處理。這些措施同時改變了可能參與發光的缺陷組合。[4][6]


培育白鑽的晶體生長條件,也與天然鑽石長期經歷的地質環境不同。它們通常不會具有相同的氮聚集狀態及發光中心組合。GIA 對 CVD 的研究曾記錄,近無色樣本大多沒有可測得的長波螢光;較新的研究亦指出,現代製程及處理會繼續改變這些反應。[5][1]


部分培育白鑽被分類為 IIa 型,意思是在相應紅外光譜檢測中沒有可測得的氮訊號。這是有檢測條件的材料分類,並非「完全沒有任何雜質」,也不能單靠這個名稱保證切工、通透度或整體品質。[6]


長波沒有反應 短波仍可能發光


常見寶石學長波紫外線約為365 nm,短波約為254 nm。專業成像儀器還會使用更短波長的深紫外線。不同波長可以激發不同訊號,所以換一部設備,看到的結果可以不同。[12]


無色及近無色 HPHT 培育鑽石,常見長波反應很弱或沒有反應,短波卻可能出現黃、黃綠等發光,移走光源後也可能留下餘光。CVD 白鑽即使在一般長波燈下沒有明顯反應,專業深紫外成像仍可以顯示發光及生長圖案。[4][5]


長波下沒有明顯發光 短波照射下呈黃綠發光 移走短波光源後仍可見餘光 此圖不代表全部HPHT鑽石
圖4 同一顆鑽石對不同激發條件可以有不同反應 HPHT 白鑽的一種可能情況示意圖

因此,培育白鑽常見 None,合理解釋是「在報告所用的螢光觀察條件下沒有可見或可報告的反應」。它並沒有同時回答所有波長下的發光,也沒有替磷光作出結論。


培育鑽石的磷光需要另行觀察


HPHT 培育鑽石的部分磷光與微量硼及相關電荷轉移有關。不同樣本的顏色、強度和衰減速度可以差很遠;某些經處理 CVD 鑽石也可能出現較弱餘光。[1][14]


GIA 在2023年記錄過一顆0.71卡 HPHT 無色培育鑽石,不只在紫外線後有餘光,連某些可見光也能激發其磷光。這是特殊實例,說明若餘光強至在一般觀察環境中影響顏色,便值得額外評估,不能將這個情況套用到所有培育鑽石。[11]


三顆真實鑽石質感的圓鑽 在暗背景比較熄滅紫外燈後無明顯餘光 較弱與較強藍綠色磷光
圖5 紫外燈熄滅後 A無明顯餘光 B較弱餘光 C較強餘光 生成示意圖


4 天然與培育彩鑽的發光表現


同一種本色可以有不同發光顏色


彩鑽的色澤與發光反應,需要分開閱讀。天然與培育彩鑽即使外觀相近,造成顏色的缺陷組合也可以不同;相反,某些相同或相近的發光中心,也可以出現在不同來源的鑽石。[8][9]


色系

天然彩鑽的例子

培育彩鑽的閱讀重點

黃色與橙色

氮相關致色機制有多種組合 螢光可以是藍 黃或其他顏色

生長及處理形成的缺陷組合不同 不能由黃色本色直接推定螢光強弱

粉紅及紅色方向

許多天然粉紅鑽帶藍色螢光 亦有黃色或橙紅色反應的實例

部分經處理粉紅 CVD 鑽石的 NV 中心會產生較明顯橙紅色發光

藍色

含硼 IIb 型天然藍鑽可在短波激發後出現磷光

含硼培育藍鑽亦可能有餘光 需核對具體激發條件與實物

綠 紫及其他色系

色源可能涉及多種缺陷或機制

發光反應需連同來源 處理及光譜資料分析 單看色名並無固定答案


上表整理的是可觀察到的例子及判斷方法,並非每一色系的固定反應表。[4][5][8][9][10]


粉紅鑽與藍鑽展示了兩種有用例子


GIA 的天然粉紅鑽研究記錄了大量藍色螢光樣本;某些天然粉紅鑽亦因 NV 等缺陷而呈現黃橙紅色發光。培育粉紅 CVD 鑽石中,生長後處理建立的 NV 中心,也可以令螢光偏橙或偏紅。兩者的反應有統計傾向,亦有重疊,需要專業檢測判斷。[8][5]


天然藍鑽中的著名例子是希望之鑽(Hope Diamond),在短波紫外線激發後可以呈現紅色磷光。它讓人清楚看到:藍色本色與紅色餘光可以同時存在。部分其他含硼天然藍鑽與培育藍鑽,則可有不同顏色及持續時間的餘光。[10]


天然粉紅鑽的藍色螢光 處理粉紅CVD鑽石的橙紅色螢光 以及含硼天然藍鑽的紅色磷光 作為例子而非全部樣本的規律
圖6 本色與發光顏色可以不同 三種可能反應示意圖

彩鑽的色級與螢光強度分開記錄


Fancy Intense、Fancy Vivid 等用語描述彩鑽的顏色範圍,螢光欄則描述另一種觀察。紫外燈下發出強烈粉紅或橙紅光,與日常白光下的粉紅色並非同一個評級對象。比較彩鑽時,應先在一致的正常觀看條件下確認主色、修飾色、明暗及濃淡,再補充發光反應的資料。


各色系範圍可參考鑽石有甚麼顏色;正式顏色描述與報告閱讀,見培育彩鑽顏色分級指南。



5 對顏色 通透度與品質的影響


白鑽在不同光線下的色感


發光要有合適激發條件才能呈現。帶藍色螢光的淡黃白鑽,在含紫外線的日光中,可能因加入藍色發光而顯得較白;到了另一種光源,效果可能減弱。這種觀感變化並不直接改寫證書上的色級。[3]


實際比較可使用柔和日光、一般室內光及較集中的點光源。前兩者便於看色調與通透感,點光源則補充閃光與火彩。觀察時保持相近背景、距離及清潔程度,才容易看清光線改變帶來的差別。


六顆有真實刻面與通透感的鑽石 比較白光下外觀及長波紫外燈下無明顯 較弱與較強的藍色螢光
圖7 A B C分別示意無明顯 較弱及較強的藍色螢光 上排為白光 下排為長波紫外線 生成示意圖

螢光與奶霧感要看清楚作用


GIA 在2021年的研究發現,較強螢光在含紫外線的照明下可以降低部分正面明暗對比,但單靠強螢光,並沒有造成研究中某些鑽石明顯的奶霧外觀。原子尺度的結構缺陷或奈米內含物所造成的光散射,是重要因素;兩者同時存在時,霧感可以更明顯。[7]


這個分別直接影響選石方法。要判斷通透度,應看整顆石的清晰程度、刻面邊界及明暗對比,並在不同光線下重複觀察。報告寫 Strong,仍要看實物;報告寫 None,也仍然要檢查通透感。[7]


磷光的實際影響取決於強度與條件


有些餘光只在實驗室高能量激發後、暗室或較長曝光照片中才容易看到,與正常佩戴外觀相距很遠。若某顆鑽石的餘光在常見照明後仍明顯可見,或令原本白色外觀帶上不希望的色調,則是具體的外觀考慮。[11][12]


評估時可記錄激發光源、照射時間、移走光源後隔了多久,以及肉眼與相機是否都看得到。沒有交代這些條件的「發光影片」,很難用來判斷日常影響。


螢光及磷光提供材料特徵;珠寶品質還包括切工、顏色、淨度、實際通透感及鑲嵌完成度。發光反應的強弱,不能代替這些項目的逐一評估。



6 螢光與磷光如何影響價格


天然白鑽的市場折讓


在相近條件下,天然高色級白鑽如果帶較強螢光,市場報價可能低於沒有螢光的同類石。GIA 的消費者資料亦提到,D至H色範圍內,部分帶很強螢光的鑽石會因市場偏好而售價較低,即使個別石的顏色與透明度未必受到明顯影響。[3]


因此,一項折讓可能同時包含市場接受程度,以及對個別外觀的考量。判斷是否值得買,要先看這顆鑽石是否符合所需色澤、通透感及切工,再看價差是否合理。對稍帶黃色的白鑽,藍色螢光在部分環境下可能改善色感,但不能由此推定它一定獲得溢價。[13]


培育白鑽與彩鑽的價格不能照搬同一公式


培育白鑽的 None 很常見,本身不構成足以單獨證明高階品質的稀缺特徵。比較價格時,更有用的是對照完整品質、外觀、報告及珠寶製作;如有可見餘光造成色澤困擾,則直接評估該顆石是否符合用途。


彩鑽還要看完整色名、濃淡、來源及處理資訊。同樣的藍色螢光,落在不同主色及不同照明下,觀感未必相同。天然彩鑽的來源與稀有度、培育彩鑽的實際色澤及配石效果,亦各有自己的價格背景。用「有螢光一律扣多少」的做法,無法反映這些差別。


磷光亦需要按實例看待。希望之鑽的紅色餘光具有科學及歷史特色,但這不構成其他鑽石的固定溢價依據;一顆普通珠寶用石的餘光,是否影響價格,最終仍回到外觀、披露情況及買賣雙方的接受程度。



7 證書 檢測與 RAGAZZA 的選石原則


螢光欄記錄的是指定條件下的反應


以 GIA 天然鑽石報告常見用語為例,螢光強度分為 None、Faint、Medium、Strong、Very Strong。這是長波紫外線下的描述,並非一個由低品質排列至高品質的分數表。其他機構或不同報告可能使用稍有不同的詞語,應按該份報告閱讀。[13]


GIA 常見用語

中文理解

資料範圍

None

無

指定條件下沒有可報告的螢光

Faint

微弱

反應較弱

Medium

中等

反應達中等程度

Strong

強

反應較強

Very Strong

很強

反應很強


五個藍色方向樣本依序示意None Faint Medium Strong Very Strong 並非官方比對標準
圖8 五種螢光強度用語 相對強弱示意圖

這些字眼不提供磷光的完整強度、持續時間或激發條件。若購買決定涉及餘光,應要求就該顆石另行確認,而不是從螢光欄推算答案。


專業檢測會把多種資料放在一起


基礎觀察包括白光下的外觀、長波與短波照射反應,以及移走光源後的變化。進一步鑑定可能使用深紫外螢光成像觀察生長圖案,以紅外光譜分析鑽石類型,再配合光致發光光譜(Photoluminescence,PL)等方法研究微量缺陷。測試組合按樣本需要決定。[6][12]


正常光看本色及通透感 紫外線照射時看螢光 移走光源後看磷光 專業成像及光譜協助來源與缺陷分析
圖9 四個觀察層面各自提供不同資料 檢測概念示意圖

這些工具需要適當操作及結果判讀;短波與深紫外線亦須使用具防護的專業設備。家用紫外燈可以看到某些反應,來源鑑定則應交由專業機構綜合判斷。天然與培育鑽石的確認方法,可參考如何分辨真假鑽石。


我們重視實際色澤與通透感


RAGAZZA 選用鑽石時,會將證書資料與影片、實物觀察一起閱讀,排除帶奶感、霧濛或其他不理想色調的候選石。對圓形明亮式鑽石,我們亦以 DAII™ 品質指數綜合分析比例及相關資料,螢光是其中一個觀察項目。完整做法見RAGAZZA 高階培育鑽石的11重專業把關。


戴手套的雙手以鑷子觀察分放於托盤上的裸鑽 旁邊有放大觀察工具
圖10 RAGAZZA 網站原有選石情景圖片

對白鑽,重點是清澈、協調的色澤與光學表現。對培育彩鑽,我們優先採用在天然彩鑽中有相近色調及級別外觀可供參考的選擇,再看單顆色澤與整件珠寶的配合。發光反應可以補充理解這顆石,卻不能代替正常佩戴環境下的鑑賞。



8 常見問題


問1 證書寫 None 為甚麼熄紫外燈後仍有餘光


答:螢光欄與磷光描述的是不同觀察。某些鑽石對報告所用長波條件沒有明顯螢光,但在另一種激發條件下仍可能產生餘光。核對時應確認光源及觀察方式,並另行評估磷光。[1][4]


問2 紫外燈下發藍光就能確認是天然鑽石嗎


答:發光顏色可以提供線索,但反應有重疊,也會隨設備及波長改變。來源鑑定需要結合生長圖案、光譜及其他特徵;只有一張發光照片,證據不足。[2][6]


問3 強螢光鑽石是否就等於奶鑽或蒙石


答:要看是否存在造成光散射的結構或內含物,以及不同照明下的實際對比。GIA 研究區分了螢光造成的部分對比變化與明顯奶霧外觀,兩者不能只用一個強度字眼概括。[7]


問4 培育粉紅鑽帶橙紅色螢光是否不正常


答:部分培育粉紅鑽的顏色及發光都與 NV 中心有關,出現橙紅色螢光是已知情況。評估時應核對來源與處理資訊,再看日常色澤、通透度及分布是否符合需要。[5]


問5 為甚麼發光照片很明顯 平時佩戴卻看不出來


答:暗背景、激發光源及相機曝光都會影響發光的可見程度。實驗室照片的用途可能是記錄微弱訊號,正常佩戴則有其他環境光。需要了解日常效果時,應補看一般室內及日光下的實物或影片,並確認肉眼能否察覺。[12]



9 參考資料


資料核對日期為2026年10月24日。文中示意圖用於解釋發光現象與相對反應,不作實物評級或發光強度測量;個別研究的樣本與年份亦不代表整個市場的即時比例。
















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