紫外激光成像装置显现潜指印的研究与应用

2011-01-25蔡能斌徐宝桢孙文鼎黄晓春

中国人民公安大学学报（自然科学版） 2011年3期

蔡能斌，徐宝桢，孙文鼎，黄晓春

(1.上海市公安局物证鉴定中心、上海市现场物证重点实验室，上海 200083;2.上海恒光警用器材有限公司，上海 200083)

自从指印被发现具有人各不同的特点以来，如何将犯罪嫌疑人遗留在作案现场的潜在指印提取下来，一直是现场勘查的重点。当前发现现场潜在指印的方法仍较少，提取手段还不够丰富，不能满足现场勘查和物证技术发展的要求;因此，加强和开展现场潜在指印提取关键技术的研究，有效地提高潜在痕迹物证的提取率和防止证据灭失，更好地为侦查破案提供技术支撑，是司法机关提高打击犯罪能力和发展物证鉴定技术的迫切需要。为了进一步丰富显现、提取现场潜在指印的技术方法，本文主要研究“紫外发光成像技术”和“紫外激光反射成像技术”在显现潜在指印方面的综合应用方法：即以波长为266 nm的紫外激光照射潜在指印，分别透过中心波长为266 nm和340 nm的带通滤光镜进行滤光，以紫外变像管观察记录指印的反射或发光图像，并研制相关设备。该方法及相关设备已经在实际案件中得到了成功应用。

1 实验

1.1 检材和仪器

检材：遗留在非渗透性客体玻璃、塑料、胶带、光滑纸张、照片、油漆表面的潜在指印共60枚;遗留在渗透性客体报纸、牛皮纸、复印纸、打印凭条、笔记本纸、发票表面的潜在指印60枚。

仪器：上海恒光警用器材有限公司生产的HG－80309紫外激光物证显现仪;美国SPEX公司生产的SCENESCOPE紫外变像管成像系统;中心波长为266 nm和340 nm带通滤光镜;Nikon 105 mm紫外微距镜头。

1.2 方法与步骤

(1)开启HG－80309紫外激光物证显现仪，用266 nm短波紫外激光照射检材。

(2)调整激光的照射角度，以中心波长为266 nm的带通滤光镜滤波，通过SCENESCOPE紫外变像管成像系统观察指印的显现情况，寻找最佳配光位置，接收记录检材的紫外反射图像;如图1所示。

图1 紫外激光反射成像示意图

(3)调整激光的照射角度，以中心波长为340 nm的带通滤光镜滤波，通过SCENESCOPE紫外变像管成像系统观察指印的显现情况，寻找最佳配光位置，接收记录检材在长波紫外线区的发光图像。如图2所示。

图2 紫外激光光致发光成像示意图

1.3 实验结果

2种方法的实验结果如表1所示。

表1 潜在指印显现结果

(1)利用波长为266 nm短波紫外激光进行短波紫外反射成像检测，在显现玻璃、照片、塑料、油漆、光滑纸张、胶带等非渗透性客体表面的潜在指印时，显现成功率较高，在60个实验样本中共显出指印57枚，显现率达95.0%;但在显现报纸、牛皮纸、复印纸、发票等渗透性客体表面的潜在指印时，显现成功率很低，在60个实验样本中共显出指印1枚，显现率仅1.7%;该方法在120个实验样本中共显出指印58枚，平均显现率为48.3%。

(2)利用波长为266 nm短波紫外激光进行光致发光(短波紫外激发，长波紫外接收)成像检测，在显现玻璃、照片、塑料、油漆、光滑纸张、胶带等非渗透性客体表面的潜在指印时，显现成功率很低，在60个实验样本中共显出指印1枚，显现率仅1.7%;但在显现检测报纸、牛皮纸、复印纸、发票等渗透性客体表面的潜在指印时，显现检测成功率较高，在60个实验样本中共显出指印25枚，显现率为41.7%;该方法在120个实验样本中共显出指印26枚，平均显现率为21.7%。

(3)综合应用266 nm的紫外激光反射成像技术和光致发光成像技术显现潜在指印的方法，在120个实验样本中共显出指印84枚，显现率为70.0%;显现率比紫外反射成像方法提高了21.7%，比光致发光成像方法提高了48.3%。

1.4 示例照片

(1)利用2种方法对报纸表面的潜在指印(渗透性检材)进行检测，结果紫外发光成像方法显现的指印纹线较多，指印为亮纹线暗背景的指印图像，指印较完整，纹线流畅，反差良好;紫外激光反射成像方法显现的指印纹线很少，指印为暗纹线亮背景的指印图像。如图3～图4所示。

图3 紫外发光成像(报纸)

(2)利用2种方法对光滑纸张表面的潜在指印(非渗透性检材)进行检测，结果紫外发光成像方法未能显现指印纹线;而紫外激光反射成像方法显现的指印纹线较多，指印为亮纹线暗背景的指印图像，指印较完整，纹线流畅，反差良好。如图5～图6所示。

图4 266 nm紫外反射成像(报纸)

图5 紫外发光成像(光滑纸张)

图6 266 nm紫外反射成像(光滑纸张)

2 讨论

(1)国内外用于刑事案件现场勘查的便携式Nd∶YAG激光器，一般都输出532 nm波长的绿色光线，这种绿激光在物证检验中具有重要作用，532 nm的激发波长与许多物证的吸收特性吻合，容易使这些物证产生受激辐射的现象，是可见荧光照相和红外发光照相的理想激发光源［1］。本文采用的紫外激光物证显现仪是一种Nd∶YAG激光器，经过2次倍频后产生266 nm的紫外激光，这种激光器主要用来进行紫外发光成像实验，即利用200～300 nm的短波紫外线激发照射被检验物体，接收记录物体在300～400 nm的长波紫外线区的发光亮度分布图像，该方法主要用于显现牛皮纸、报纸等渗透性检材表面的潜在指印［2］，由于266 nm短波紫外线和潜在汗液指印的吸收波段比较吻合，比较容易发生激发辐射的现象，因此在实践中正好与本文研究的266 nm紫外反射成像技术形成互补，而且紫外发光成像技术在显现潜在汗液指印的固有荧光方面，往往不需要进行二次荧光处理，具有无损检验的特点。所以紫外激光反射成像技术和紫外发光成像技术在现场勘查和潜在痕迹物证显现、提取领域的综合交叉使用，将弥补现有显现方法的不足，具有较高的应用推广价值。

(2)紫外激光成像装置［3］由激光、滤光镜和成像记录设备组成，本文使用的激光器是上海恒光警用器材有限公司生产的HG－80309紫外激光物证显现仪，该设备系自主研发的一种具有准连续短波紫外激光输出的激光器，这种激光器称之为全固态激光，具有总体效率高、光束质量好、可靠性高、使用寿命长、体积小等优点。该设备的激光光束从激光器出射后被耦合进光纤，在传输光纤的端头激光经过准直、扩束，然后投射到被照明物体上。

(3)本研究采用紫外变像管进行成像记录，紫外变像管在200～400 nm紫外区有较好的光谱响应，可以显示记录波长位于长波紫外线区的紫外发光图像。此外，紫外变像管对微弱信号具有增强作用，其记录微弱紫外发光图像能力优于感光胶片。由于具有即时显示能力和较高的探测灵敏度，因此，紫外变像管在显示和记录紫外发光图像的检验效果和效率方面有一定优势。

(4)近年来短波紫外反射照相显现和加强指印的应用技术有了很大的进步和发展，已经成为最有效的显现和加强潜在指印的光学方法之一［4］。由于受到光源的限制，目前在实践中主要开展254 nm波段的短波紫外反射照相，并在检测玻璃、陶瓷、搪瓷、照片、塑料、油漆、光滑纸张、胶带等客体表面的潜在指印时，能够获得良好的检测效果。实验表明，利用激光器输出的波长为266 nm短波紫外线进行短波紫外反射照相，在检测上述客体表面的潜在指印时，也能够获得良好的检测效果。然而不论是254 nm还是266 nm的短波紫外线，在进行短波紫外反射照相检测白纸、报纸、牛皮纸等非光滑纸张表面的潜在指印时，效果往往不尽如人意。但是，如果以激光器输出的波长为266 nm短波紫外线作为激发光源，对遗留在这些检材表面的汗液指印进行紫外发光照相检测，能够获得亮纹线暗背景的指印图像。