Sam proces wygrzewania, w zależności od stosowanej temperatury, czasu wygrzewania i następnie studzenia, a także stosowanej atmosfery i innych czynników, może prowadzić do wielu zmian odwracalnych lub nieodwracalnych w kamieniu.

Może wzmacniać nasycenie barwą lub ją rozjaśniać, może wpływać na strukturę krystaliczną kamienia, powodować zanik charakterystycznych cech wzrostu widocznych w szafirach w postaci pasowości lub sektorowości barw, powodować zmianę geometrycznego kształtu inkluzji i itp. Na przykład pod wpływem ciepła igły rutylu zamieniają się w mikroskopijne inkluzje punktowe, inkluzje ciekłe, zwykle płaskie, przypominające wyglądem odciski palców, stają się pofałdowane i jakby trójwymiarowe, przypominając wyglądem resztki topników o postaci "chorągwi", tak charakterystyczne dla syntetycznych kamieni otrzymywanych metodą topnikową, natomiast wokół inkluzji krystalicznych mogą pojawiać się rysy naprężeniowe, zwane w gemmologii "halo".

Jednak mimo tych wszystkich zmian identyfikacja kamieni wygrzewanych przy zastosowaniu typowych przyrządów gemmologicznych lub dotychczas znanych metod nieniszczących jest bardzo trudna, a niekiedy wręcz niemożliwa. Nawet badania mikroskopowe nie pozwalają uzyskać wystarczająco wiarygodnych informacji, na podstawie których można by było jednoznacznie stwierdzić, czy kamień był wygrzewany, czy też nie, oraz czy jego barwa jest barwą naturalną, czy wywołaną sztucznie w wyniku wygrzewania. A rzecz ma istotne znaczenie, zwłaszcza biorąc pod uwagę wartość kamieni. Szafiry naturalne o pięknej jednolitej, bławatkowej barwie są bowiem niezwykle rzadkie, a więc i wyjątkowo cenne, natomiast kamieni wygrzewanych o podobnej barwie jest na rynku jubilerskim wiele. Pochodzą one głównie z Tanzanii i Madagaskaru.

A zatem jak odróżnić kamienie wygrzewane od kamieni o barwie naturalnej? Obecnie jedynych pewnych informacji na ten temat może dostarczyć tomografia laserowa, dość już powszechnie stosowana w laboratoriach badawczych, rzadko jednak w codziennej praktyce, głównie ze względu na znaczny koszt aparatury.

Tomografia laserowa
Tomografia laserowa, jedna z nieniszczących metod stosowanych w gemmologii, pozwala na badanie praktycznie wszystkich znamion wewnętrznych kamieni szlachetnych. Mikroskopijne znamiona wewnętrzne, niewidoczne nawet pod dużym powiększeniem, można obserwować w świetle rozproszonym dzięki zjawisku optycznemu zwanemu efektem Tyndalla. Efekt ten polega na rozpraszaniu światła przez cząsteczki (atomy) lub cząstki tworzące zawiesiny (tzw. ośrodki mętne). W kamieniach szlachetnych jest on widoczny w postaci niebieskiej, niebieskobiałej lub mlecznobiałej poświaty zwanej opalescencją (w opalach pospolitych - rozpraszanie światła na centrach rozpraszających, którymi są sferolity krzemionki) lub adularyzacją (rozpraszanie światła na centrach rozpraszających, którymi mogą być na przykład przerosty skaleni w obrębie wspólnej jednostki morfologicznej). Matematyczną zależność opisującą zjawisko rozpraszania podał John Rayleigh, który ustalił, że stosunek natężenia światła rozproszonego IR do natężenia światła padającego IP jest odwrotnie proporcjonalny do długości fali światła padającego, podniesionej do czwartej potęgi:

Z zależności tej wynika, że znacznie silniej rozpraszane są fale krótsze. W zakresie promieniowania widzialnego różnica ta, odniesiona do górnego (400 nm) i dolnego (700 nm) zakresu widma, jest blisko 10-krotna; tym właśnie zjawiskiem tłumaczy się m.in. błękit nieba.

Metodę tomografii laserowej dla potrzeb gemmologii opracowali japońscy uczeni Moriya i Ogawa w 1983 r., nazywając ją metodą LST (ang. Light Scattering Tomography). W skonstruowanym urządzeniu zastosowali źródło światła dużej mocy - laser argonowy dający spójne (koherentne), jednobarwne (monochromatyczne) promieniowanie o długości fali 488 nm (światło niebieskie). Sama metodyka postępowania jest bardzo prosta, bowiem polega na oświetleniu kamienia wiązką światła i rejestracji zachodzących zjawisk rozpraszania światła. Na podstawie powstających obrazów, ich kształtu, barwy czy tworzonych wzorów geometrycznych można dokonać identyfikacji kamienia. Obrazy powstają na defektach sieci krystalicznej, charakterystycznych cechach wzrostu oraz submikroskopijnych inkluzjach. Obrazy mają charakter jakby trójwymiarowy co znacznie ułatwia rozpoznawanie różnego rodzaju znamion wewnętrznych. Możliwa jest również obserwacja barw luminescencyjnych oraz pewnych charakterystycznych świecących obszarów kamienia zawierających wzbudzone przez laser pierwiastki odpowiedzialne za barwę minerału, na przykład chrom.

Rejestracji i dokumentacji obserwowanych obrazów dokonuje sprzężona z laserem kamera lub aparat fotograficzny.

Dzięki tej prostej metodzie udaje się określić nie tylko niedoskonałości struktury, ale także wszelkie znamiona wewnętrzne, wskutek czego możliwe jest odróżnienie kamieni naturalnych od kamieni syntetycznych lub poprawianych, niezależnie od ich wielkości, kształtu czy rodzaju szlifu.

Badania szafirów przy zastosowaniu tomografii laserowej
W przypadku szafirów metoda LST daje wyniki w pełni wiarygodne, bowiem:     

1. Mikroskopijne inkluzje o pokroju igłowym, często obserwowane w szafirach naturalnych, pochodzących niemal ze wszystkich kopalni, bardzo dobrze rozpraszają światło, dając zamglony i nieostry obraz (fot. 1), natomiast w przypadku kamieni wygrzewanych obraz ten jest ostry, wyraźny i klarowny (fot. 2).
2. Mikroskopijne substancje krystaliczne w kamieniach wygrzewanych dzięki większemu zagęszczeniu są widoczne w postaci białomlecznych plam, często o charakterystycznych kształtach zbliżonych do trójkąta lub prostokąta.
3. Dyslokacje są często obserwowane w kamieniach wygrzewanych; w połączeniu z obszarami rozproszonego na mikroskopijnych inkluzjach światła dają obraz o kształcie przypominającym długi gwóźdź.
4. Luminescencja - pod wpływem promieniowania UV w szafirach występują świecące obszary, często o geometrycznych wzorach; w szafirach naturalnych nieostre o barwie czerwonej (fot. 3), natomiast w szafirach wygrzewanych wyraźne o barwie żółtej do pomarańczowej (fot. 4). Opisując pokrótce tę mało znaną w Polsce metodę identyfikacji, autorzy chcą zwrócić uwagę na niebezpieczeństwa, jakie czyhają na gemmologów rzeczoznawców przy identyfikowaniu szafirów. Znane są bowiem przypadki błędnej oceny i wyceny niebieskich szafirów. Zalecamy więc dużą ostrożność przy wykonywaniu ekspertyz.