多波段光源知識

1、多波段光源知識簡介第一部分、光學(xué)基礎(chǔ)理論一.光的顏色光是一種電磁波，可根據(jù)其波長的不同劃分為紫外光（1nm一400nm）、可見光（400nm700nm）和紅外光（700nm以上）等。只有250nm-1350nm的光能夠產(chǎn)生光敏化作用，就是只有這一波段范圍的光能夠在感光片上成像。（見圖表）二、什么是單色光從物理的理論上講，光的顏色取決于其對應(yīng)的電磁波的波長，不同波長的電磁波就是我們看見的不同顏色的光，當(dāng)只有一種顏色出現(xiàn)時，我們稱之為單色光。我們?nèi)粘？吹降乃^的白光，實際上是可見光譜中具有相同強(qiáng)度的各種顏色的光的混合。三.物體的反射光和顏色那么什么是物體的顏色呢？它是指是人們看到一個物體時的色彩方

2、面的感覺，這種感覺是光線投射到物體上并被反射的結(jié)果。光的反射：自然界中的物體具有對各種顏色的光線有選擇性吸收和反射的特性。就是當(dāng)不同顏色的光照射到客體上時，有的顏色的光被物體吸收了，有的就反射出去了。表明指紋紋線在各個波段的單色光下的吸收和反射的特性也是不一樣的。因此要使痕跡物證最大限度的從承痕客體中顯現(xiàn)出來，就必須選擇痕跡物證與承痕客體吸收、反射性質(zhì)差異最大的單色光波段來進(jìn)行顯現(xiàn)、拍照。大家知道在現(xiàn)場物證勘驗中，各種客體上痕跡物證的細(xì)節(jié)往往是很微弱的，在普通光照條件下，很難捕捉和記錄到這些細(xì)節(jié)。由于物體本身對光的反射、吸收的特性不同，在不同波段的光源照射下，物證的表面將得到不同的亮度分布，從

3、而顯示出不同的細(xì)節(jié)。只有選擇適當(dāng)?shù)墓庠床ǘ?，才能加?qiáng)對痕跡物證的顯示，抑制干擾因素的出現(xiàn)。在痕跡照相中，拍照客體上指紋的關(guān)鍵，就是要提高指紋和客體之間的反差，如果說反差為零，就什么都看不到了。因此，在現(xiàn)場勘查中，常用不同波段的光源對現(xiàn)場進(jìn)行痕跡物證的搜索、觀察及拍照提取。四.分色照相定義和裝置分色照相是指用單色光線照射被檢驗物體，接收記錄物體在可見光譜區(qū)內(nèi)一個單色光波的反射光或發(fā)射光亮度分布的照相方法，即只記錄物體對某種單色光的反射圖像。包括藍(lán)光燈、激光器、多波段、紫外、紅外、多光譜等。多波段光源照相最基本的功能就是分色照相，它能夠較好的去除多種顏色的背景干擾。例如紅磚墻上的紅字或血跡，用紅色

4、濾鏡可提高反差，這是最傳統(tǒng)的分色照相法。第二部分可見熒光照相一、定義和裝置可見熒光是指在藍(lán)、綠色光、激光、紅外和紫外光線照射下，物質(zhì)可能在橙紅光譜區(qū)發(fā)射熒光，有些物質(zhì)在近紅外區(qū)也有發(fā)光。這種激發(fā)/發(fā)射現(xiàn)象稱為物質(zhì)的可見熒光?？梢姛晒庹障嗍侵赣每梢姽庵?00550nm的紫色、藍(lán)色和綠色光線照射被檢驗物體，接受記錄物體發(fā)射的550700nm橙紅色熒光亮度分布影像。二、可見熒光照相的應(yīng)用在檢驗痕跡應(yīng)用效果上，可見熒光照相方法具有顯著增加痕跡物質(zhì)與客體背景反差的作用。有時也能消除或減弱背景干擾。第三部分多波段光源概述一、多波段光源在現(xiàn)場勘查中的應(yīng)用具體現(xiàn)場實用操作規(guī)程如下：第一步：白光搜索。進(jìn)入現(xiàn)場后

5、，首先進(jìn)行第一次搜索，應(yīng)先使用多波段光源的白光輸出進(jìn)行第一遍現(xiàn)場勘查，這與以往我們用強(qiáng)光燈進(jìn)行現(xiàn)場勘查時的方法是相同的，主要目的是勘驗是否有灰塵足跡、灰塵手印以及各種微量物證。第二步：藍(lán)綠光搜索。然后將現(xiàn)場盡可能的遮光，如果在允許的條件下，可在夜晚進(jìn)行再次搜索，使用多波段光源的藍(lán)、綠光，帶上橙色濾光鏡進(jìn)行第二遍現(xiàn)場勘查（還可用450nm波段/黃色濾色鏡），可使很多可疑物質(zhì)如體液、纖維、油漆碎片及射擊殘留物等發(fā)出固有的熒光。如有尸體，應(yīng)用藍(lán)、綠光在尸體和衣服上檢驗精斑、唾液、毛發(fā)、纖維、傷痕或咬痕。第三步：改變輸出波長搜索。改變輸出波長并更換濾色鏡，多次搜索，看是否有新的發(fā)現(xiàn)。第四步：顯現(xiàn)處理。

6、在顯現(xiàn)出指紋時，能帶回實驗室處理的檢材，應(yīng)盡快帶回處理，如有不便，可在現(xiàn)場用熒光粉末或其他處理方法顯現(xiàn)指紋。多波段光源在現(xiàn)場勘查中的使用，無疑為在現(xiàn)場上直接完成痕跡物證的觀察、拍照采取提供了方便，從而極大地提高了現(xiàn)場痕跡物證的發(fā)現(xiàn)率和米取利用率。、多波段光源在刑事痕檢技術(shù)中的應(yīng)用概述多波段光源在刑事技術(shù)中主要應(yīng)用于現(xiàn)場勘查、發(fā)現(xiàn)物證以及在實驗室中對物證進(jìn)行處理。多波段光源同時也是各種照相方法的優(yōu)質(zhì)光源，比如可見光分色照相、光致熒光照相、紅外特種照相等等，在現(xiàn)場勘查中常用于探測血痕、精斑，顯現(xiàn)射擊殘留物，顯現(xiàn)光滑客體上的無色汗液手印，被熒光物質(zhì)污染的潛在手印等。具體來說，多波段光源主要在以下幾個

7、方面發(fā)揮作用：多波段光源的應(yīng)用，主要是應(yīng)用其作為激發(fā)光源的功能，所以多波段光源一般是在這樣幾種情況時使用：要求顯現(xiàn)的物質(zhì)在激發(fā)光源照射后發(fā)出的熒光大大強(qiáng)于背景熒光。者背景不發(fā)熒光)；要求顯現(xiàn)的物質(zhì)在激發(fā)光源照射后發(fā)出的熒光與背景熒光有較大的區(qū)別。要求顯現(xiàn)的物質(zhì)在激發(fā)光源照射后不發(fā)出熒光而背景發(fā)出熒光。三、多波段光源各波段的顏色及主要用途總體來說，多波段光源各波段的主要用途為：(1)白光：光源產(chǎn)生高強(qiáng)度的聚焦白光，要適用于查找較易發(fā)現(xiàn)的痕跡，包括腳印、纖維和在玻璃或光滑表面上的指紋，以及灰塵的痕跡等，甚至可作為強(qiáng)光手電用。(2)紫外光：紫外反射、紫外熒光照相；紫外熒光粉末顯現(xiàn)的手??；某些502”

8、染料染色手??；紫外熒光表面手印檢測。(3)400430nm(紫)：血手印和其他體液檢測；射擊殘留物，主要是指415nm。(4)430490nm(藍(lán))：檢測手印固有熒光，牙齒咬痕；某些“502”染料染色手印。(5)490510nm(藍(lán)/綠)：苗三酮/金屬鹽增強(qiáng)手??；羅丹明6G染色手印。(6)510550nm(綠)：DFO指??；苗三酮衍生物。(7)550700nm(黃橙紅):大多數(shù)通用技術(shù)的熒光輻射區(qū)域。(8)紅外光：文字檢驗；紅外反射和紅外熒光照相。第四部分、多波段光源可見熒光照相一、定義和裝置多波段光源可見熒光照相就是指用多波段光源照射被檢驗物體，接受記錄物體發(fā)射的550-700nm橙紅色熒光

9、亮度分布影像。二、用多波段光源進(jìn)行可見熒光照相在指紋檢驗方面的應(yīng)用。1,光致熒光可見熒光照相(1)光致熒光原理光致熒光原理：光致熒光顯現(xiàn)運(yùn)用許多有機(jī)化合物或某些種類的無機(jī)化合物，在特定波長的光線激發(fā)下產(chǎn)生熒光的特性，從而達(dá)到手印顯現(xiàn)的效果。(2)顯現(xiàn)和加強(qiáng)現(xiàn)固有熒光指紋在藍(lán)綠光線照射下，部分潛在指紋會顯示出固有的橙紅色熒光。如果客體背景沒有可見熒光或熒光非常微弱，則可見熒光照相可以將具有固有熒光的潛在指紋，以淺色調(diào)顯示在深色背景上。除了汗液成分外，許多潛在汗液指紋紋線物質(zhì)中還可能包含一些異物成分。一些日常生活使用的化工用品和一些油脂在藍(lán)綠光線照射下，都能夠顯示可見熒光。例如，在盜竊變壓器、汽車

10、和工廠生產(chǎn)材料，以及發(fā)生在居民住宅內(nèi)的案件中的一些日常生活使用的化工用品，案犯接觸動物、植物、礦物油后觸摸其他物體會在油漆表面、金屬制品、玻璃等非滲透性客體表面留下加層油跡指紋，以及案犯手指觸摸自己臉部皮脂豐富的部位，會留下油脂汗液指紋。很多油脂指紋無色透明，因此油脂指紋較難發(fā)現(xiàn)，而在高強(qiáng)度長波紫外光的照射下，油脂指紋能發(fā)出熒光，而且指紋的油脂量越多，熒光越強(qiáng)。但由于潛在指紋異物顯示的固有熒光一般比較弱，利用固有熒光顯現(xiàn)指紋的效果很大程度上取決于客體背景的熒光亮度，只有無熒光客體或熒光非常微弱的客體表面上的指紋才有可能顯示出較大的固有熒光反差，若紋線熒光與背景反差良好，直接照相固定。若客體表面

11、與油跡手印均產(chǎn)生熒光，干擾手印的拍攝效果，則用相應(yīng)的濾色鏡加強(qiáng)客體表面與手印的反差，將手印的熒光信息充分反映出來，達(dá)到增強(qiáng)反差的目的。光源使用300-400nm,橙鏡觀察效果好。2.顯現(xiàn)和加強(qiáng)經(jīng)過物理熒光處理的指紋，也稱二次光致熒光對由不發(fā)熒光的物質(zhì)形成的潛手印，在多波段光源照射下用熒光粉末加以處理，即激發(fā)出熒光，從而顯現(xiàn)手印。這種用熒光物質(zhì)處理后獲得的熒光，稱為“二次光致熒光”。熒光粉末刷顯應(yīng)根據(jù)粉末的性質(zhì)選擇激發(fā)波長，如遇背景熒光過強(qiáng)，干擾指紋熒光，應(yīng)換一種粉末和激發(fā)波長。用物理方法對指紋檢材進(jìn)行熒光處理主要有兩種方法，一種是熒光粉末刷顯方法，另一種是熒光染料染色方法。A.熒光粉末刷顯方法

12、長期以來，現(xiàn)場上的汗?jié)撌钟《嗖捎靡环N簡單的、有效的、經(jīng)典的汗液指紋顯現(xiàn)方法-金屬粉末。熒光粉與普通粉末相比，指紋紋線上吸附極少量的熒光粉末就可以產(chǎn)生足夠的熒光亮度反差，因此熒光粉末刷顯/可見熒光照相方法的靈敏度要顯著高于普通粉末刷顯/照相方法。止匕外，熒光粉末刷顯/可見熒光照相還可以有效地減少或消除背景圖象的干擾。熒光粉一多波段光源顯現(xiàn)汗?jié)撌钟∈莻鹘y(tǒng)粉末刷顯的延伸，有其自有特性：a.熒光粉一多波段光源顯現(xiàn)汗?jié)撌钟》ú僮鞣椒ê唵?，適用客體范圍廣。選用熒光粉刷顯，在多波段光源照射下，紋線吸附少量熒光粉就可以產(chǎn)生足夠的熒光亮度反差。一般指紋熒光粉的受激發(fā)敏感范圍很寬，用多波段光源的藍(lán)綠光激發(fā)，指紋顯

13、現(xiàn)效果普遍良好。熒光粉末主要分磁性熒光粉和非磁性熒光粉。非磁性熒光粉適用于玻璃、陶瓷、電鍍金屬、鋁合金等客體上的較新鮮的汗液手印。對客體表面復(fù)雜（皮革、硬紙板）的情況，應(yīng)采用磁性熒光粉。幾乎適用于所有光潔客體上的新鮮汗液手印，如光滑的金屬、陶瓷、塑料及油漆等強(qiáng)反光的物體，并且對于皮革和背景比較復(fù)雜的一些手印也有較好的顯現(xiàn)效果。b.熒光粉顆粒細(xì)、重量輕。這個特點(diǎn)使熒光粉對手印的沾附力很弱，沾在手印上的粉末在普通光下觀察甚至觀察不到粉末的存在，利用熒光粉的這個特點(diǎn)，可以對一些沾附力太強(qiáng)，用普通粉末刷顯可能會過厚的手印進(jìn)行顯現(xiàn)，比如一些潛油跡手印用熒光粉顯現(xiàn)就能取得很好的效果。c.經(jīng)熒光粉處理后的手

14、印還能用其它方法處理。非滲透性客體表面新鮮的潛在指紋，用此法處理還主要是在犯罪現(xiàn)場使用。由于沾附在手印上的熒光粉非常少，所以經(jīng)過熒光粉處理后的手印再用其它一些方法處理時受熒光粉的影響非常小，甚至于沒有。經(jīng)熒光粉處理后的手印，提取回檢材后可以用更好的其它方法處理，還可進(jìn)行502”熏顯處理、普通粉末刷顯、定向反射照相等方法處理，基本不受熒光粉的影響。但經(jīng)熒光粉處理后的手印再用其它化學(xué)方法可能效果不好。d.熒光粉也可作手印顯現(xiàn)后處理方法使用。比如白色客體上“502”手印，可用熒光粉刷顯后進(jìn)行照相，取得更好的效果。其它一些經(jīng)過物理方法處理的手印也可考慮用熒光粉進(jìn)行處理，但經(jīng)化學(xué)方法處理后的手印(如BB

15、D染色)再用熒光粉處理效果不好。B.502”熏顯手印的后處理在實際工作中，我們經(jīng)常會遇到白色客體上的“502”手印、復(fù)雜背景上的502”手印等，對于這些手印，采取常用的方法照相很難取得好的反差，對于這些“502”熏顯后難以提取的手印，可以采用染色法處理后用多波段光源激發(fā)使其發(fā)出熒光，再照相固定。（1） .502膠熏顯+熒光粉末刷顯方法通常情況下，502膠熏顯是非滲透性客體表面上潛在汗液指紋的首選方法。對于皮革上的汗液指紋尤其是遺留時間較長的非新鮮汗液指紋用502”熏顯后只能在側(cè)光條件下看到隱約的紋型，細(xì)節(jié)特征很不清晰。此時再用熒光粉刷顯染色，并在多波段光源下選取適當(dāng)?shù)牟ǘ我约ぐl(fā)其熒光不僅紋線清

16、晰，而且消除了由于皮革多孔多皺紋的干擾。比較實驗：在皮革上作一枚汗液指紋樣本，擱置一小時后用“502”熏顯，在普通光源下拍照如圖一所示；用紅色磁性熒光粉刷顯在530nm波段用紅色濾色鏡觀察，拍照效果如圖二所示。實驗對比照片圖二圖一（2） 502膠熏顯+熒光染料染色方法一些在502膠熏顯后仍然看不見的指紋，有可能通過熒光染色處理/可見熒光照相方法顯示由來。經(jīng)過502膠熏顯后，除了一些反差良好的指紋外，還有些指紋在普通光線下看不見或非常微弱，也有些是因為客體色調(diào)太淺而反差微弱，這時用熒光染料進(jìn)行染色處理，也可以使這些看不見或非常微弱的502膠指紋呈現(xiàn)較強(qiáng)的可見熒光，并且在可見熒光照相中得到良好的顯

17、示。對502膠指紋進(jìn)行熒光染色處理有多種方法，如：羅丹明6G染色法（530nm）、BBD染料染色法、JX1型染料染色法（530nm）等。3、顯現(xiàn)和加強(qiáng)經(jīng)過化學(xué)熒光處理的指紋DFO顯現(xiàn)方法是熒光處理指紋方法中最成功的范例。與傳統(tǒng)的前三酮顯現(xiàn)方法一樣，DFO也是與汗液中的氨基酸成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但DFO與氨基酸反應(yīng)的產(chǎn)物是一種具有很強(qiáng)可見熒光的物質(zhì)，不是像前三酮與氯化鋅反應(yīng)后生成有色物質(zhì)。DFO指紋紋線在可見光下可能呈現(xiàn)淺粉紅色，也可能完全看不見，但它們在藍(lán)綠色激發(fā)下顯示由很強(qiáng)的橙紅色熒光，因此可見熒光照相方法可以有效的顯示由DFO指紋。在多波段光源下用不同的波長進(jìn)行觀察，一般采用430nm530

18、nm間的波長進(jìn)行激發(fā)，采用紅色帶通濾色鏡（549nm）進(jìn)行觀察或照相。多波段光源中的530nm波段（綠色）就是專門為DFO指紋設(shè)置的。拍照觀察注意事項：a.DFO與氨基酸反應(yīng)產(chǎn)物對光有兩個吸收峰，分別是450nm和530nm,發(fā)射峰在570nm到580nm之間，由于其有雙吸收峰，所以在選擇激發(fā)光源時要試用各種不同的波長，而且由于很多滲透性客體背景熒光也較強(qiáng)，所以在選擇濾色鏡觀察或照相時要試用不同的濾色鏡，對于DFO法顯現(xiàn)的手印，采用長通濾色鏡觀察效果不好，應(yīng)該采用帶通濾色鏡。b.當(dāng)承載手印客體的表面有圖案時，用帶通濾色鏡可最大限度地消除背景干擾，增加手印反差。c.手印熒光較弱時，盡量讓光導(dǎo)管靠

19、近手印，縮小光斑面積，增加激發(fā)光強(qiáng)，可使手印熒光增強(qiáng)，但同時應(yīng)加載1-2片濾色鏡以濾掉激發(fā)光的反射光。d.當(dāng)使用紅色長通濾色鏡（600/35）及紅色帶通（549nm）濾色鏡時，曝光表時間不準(zhǔn)，應(yīng)減少兩檔曝光時間以防曝光過度。比較實驗：在作業(yè)紙上作三枚汗液指紋樣本，第一枚指紋用傳統(tǒng)的苗三酮方法顯現(xiàn)，在普通光照下拍照固定如圖一所示，第二枚指紋用DFO法顯現(xiàn)，在普通光照下拍照固定如圖二所示，第三枚指紋用DFO法顯現(xiàn)，在530nm波段用橙色濾色鏡觀察，紋線被激發(fā)出熒光，拍照效果最好，如圖三所示。實驗對比照片圖一圖二圖三4、加強(qiáng)熒光客體表面上的指紋客體在藍(lán)綠色光線激發(fā)照射下呈現(xiàn)較強(qiáng)的可見熒光，而指紋紋線物質(zhì)沒有熒光并且強(qiáng)烈吸收可見熒光，則可見熒光照相有可能加強(qiáng)指紋紋線與客體背景之間的亮度反差，使紋線以深色調(diào)呈現(xiàn)在淺色背景上。例如，在可見光照射下，深色客體上深色異物指紋的紋線與客體背景之間的反射光亮度反差很小，但如果深色客體在藍(lán)綠色光線激發(fā)照射下呈現(xiàn)較強(qiáng)的可見熒光，可見熒光照相有可能使這些客體上指紋與客體背景之間由現(xiàn)較大的亮度反差。例如紅色油漆表面上的血指紋在白光下幾乎沒有反差，而血液在415nm處有一個強(qiáng)烈的吸收峰，如果油漆在該波段為反射性質(zhì)，就會呈現(xiàn)由強(qiáng)反差，清晰的將血指紋顯現(xiàn)由來。綜合上述拍照方法：用300