宝石鉴定是宝石学中的重要环节，传统的宝石鉴定方法主要依赖于肉眼观察、显微镜检查和化学分析等。然而，这些方法往往存在主观性强、操作复杂、耗时较长等问题。随着高光谱成像技术的发展，尤其是短波红外高光谱相机的应用，宝石鉴定进入了一个新的阶段。本文将介绍如何使用SHIS凝视型短波红外高光谱相机（900-1700nm）高光谱相机区分不同宝石的差异性和可分性（宝石分选），并通过实际测试数据展示其应用效果。

凝视型高光谱成像技术简介

SHIS系列凝视型高光谱相机基于液晶可调谐滤波器（LCTF），通过电控LCTF进行连续细分窄波段分光，对每个波段进行高分辨率的二维面阵成像，进行图像处理后，获得完整的高光谱高清图像序列。具有低功耗、小型化、使用方便和易于扩展的优势。其工作波段覆盖400nm至1000nm，能够捕捉宝石在不同波长下的光谱特征，为宝石鉴定提供了新的工具。

实验设计

测试目的

本次测试旨在通过SHIS-N220高光谱相机采集不同宝石的光谱数据，分析其光谱特征，探讨高光谱成像技术在宝石鉴定中的应用潜力。

测试条件

设备：SHIS-N220凝视型高光谱相机

波段：400nm～1000nm

采集间隔：每隔5nm采集一次，共121个波段

测试环境

为保证测试数据的准确性，实验在避光的暗室环境中进行，并使用高光谱设备专用光源进行照明。

测试样品

本次测试共使用了27种宝石样品，包括碧玺、石英、蛇纹石、磷灰石、绿柱石、透辉石、软玉、玉髓、玛瑙、黑曜石、青金石、石榴石、水晶和紫晶等。

测试过程

样品准备：将27种宝石样品放置在测试台上，确保每个样品表面清洁无污染。

数据采集：使用SHIS-N220高光谱相机对每个样品进行近红外波段的光谱数据采集，波段范围为400nm～1000nm，每隔5nm采集一次，共采集121个波段。

数据分析：对采集到的光谱数据进行处理和分析，提取每种宝石的光谱特征曲线。

测试结果与分析

通过对27种宝石样品的光谱数据进行分析，可以明显看出不同宝石之间的光谱特征存在显著差异。以下是部分宝石的光谱数据分析结果：

碧玺：碧玺的光谱曲线在600nm～700nm波段有明显的吸收峰，这与碧玺中的铁元素含量有关。

石英：石英的光谱曲线较为平缓，无明显吸收峰，表明其在可见光和近红外波段的吸收较弱。

紫晶：紫晶的光谱曲线在400nm～500nm波段有明显的吸收峰，这与紫晶中的锰元素含量有关。

结论

光谱特征差异：不同种类的宝石在400nm～1000nm波段的光谱特征存在显著差异，SHIS-N220高光谱相机能够有效捕捉这些差异，为宝石鉴定提供了可靠的数据支持。

设备一致性：通过对比我司设备采集的紫晶光谱数据与客户提供的数据，发现两者在数据趋势上具有较高的一致性，表明SHIS-N220高光谱相机在宝石检测中具有较高的准确性。

应用前景：高光谱成像技术为宝石鉴定提供了一种快速、无损的检测方法，尤其适用于大批量、多批次的宝石样本检测。未来，随着高光谱技术的进一步发展，其在宝石学中的应用前景将更加广阔。