信封内文件字迹的激光检验

杨玉柱

(中国人民公安大学侦查学院， 北京 100038)

0 引言

在文件检验中，有时需要检验装在封好口的白色信封和牛皮纸信封内的文件，在不破坏信封封口的情况下如何检验识别信封内的文件内容，目前在公安机关实际办案中尚没有有效的检验方法。

便携式激光光源在现场勘查中，用于发现和显现人类肉眼不易发现的潜在痕迹物证，具有亮度高、单色性好、不污染和破坏检材的特点，用有损检验方法失败后，还可以考虑用激光显现法来检测[1-2]。在痕迹物证检验中，常用的激光光源是445 nm便携式激光生物检材搜索仪[3-4]、445 nm蓝激光物证搜索仪[5]、蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪[6]、便携式激光物证搜索发现仪[7-8]、一种537 nm和556 nm双波长激光器[9-11]。

信封内的文件字迹，包括黑色的打印或者书写字迹，也包括带有其他颜色的打印或者书写字迹。本文使用445 nm便携式激光生物检材搜索仪和蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪做光源，通过改变光照角度、光照距离和曝光量，对白色信封和牛皮纸信封内的白色打印纸表面遗留的10种文件字迹进行检验，证明激光检验方法是可行的。

1 实验部分

1.1 实验原理

打印或者书写的黑色字迹、绿色字迹、蓝色字迹、青色字迹在蓝色激光的照射下不发荧光，呈暗色调，与发白色荧光的打印纸之间形成明显的亮度差，从而显现字迹；打印或者书写的红色字迹、黄色字迹、品红色字迹、紫红色字迹在蓝色激光的照射下，会产生强烈的颜色荧光，与发白色荧光的打印纸之间形成明显的亮度差，从而显现字迹。白色信封在蓝色激光的照射下也发白色荧光，通过在照相机镜头前加装黄色滤光镜，可以消除信封白色荧光的干扰、滤掉激发光和其他杂散光，从而清晰显现信封内的字迹。

牛皮纸信封对普通的白光透过性较差，而对于亮度较高的单色激光具有很强的透过性。具有颜色的激光通过牛皮纸后遇到黑色打印或者书写字迹，激光被吸收，字迹呈黑色调，牛皮纸呈亮调，黑色字迹与牛皮纸之间形成明显的亮度差，从而显现字迹。具有颜色的激光通过牛皮纸后遇到颜色打印或者书写字迹，根据“同色通过，异色吸收”的原理，红色、蓝色、品红色和紫红色打印字迹以及红色书写字迹，对532 nm绿色激光呈吸收状态，字迹呈黑色调，牛皮纸呈亮调，黑色字迹与牛皮纸之间形成明显的亮度差，从而显现字迹。绿色、青色打印字迹，对532 nm绿色激光呈部分吸收状态，字迹呈灰色调，牛皮纸呈亮调，灰色字迹与牛皮纸之间形成一定的亮度差，从而显现字迹。黄色打印字迹在532 nm绿色激光的激发下，黄色字迹与牛皮纸之间的亮度差基本一致，从而无法显现字迹。

1.2 实验设备与样本制作

1.2.1 实验设备

尼康数码照相机机身(Nikon- D800)；尼康微距镜头(AF Micro Nikkor 60 mm f/2.8 D)；翻拍架；肯高黄色数码滤光镜(Kenko·Yellow Digital Filter)；蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪；445 nm便携式激光生物检材搜索仪；透明玻璃；玻璃支架。

1.2.2 样品制作

在白色打印纸上打印：“1、中国首都北京(红色字迹)，2、中国首都北京(绿色字迹)，3、中国首都北京(蓝色字迹)，4、中国首都北京(黄色字迹)，5、中国首都北京(品红色字迹)，6、中国首都北京(青色字迹)，7、中国首都北京(黑色字迹)，8、中国首都北京(紫红色字迹)；9、 10、”。用红色签字笔在“9、”后面书写“中国首都北京”；用黑色签字笔在“10、”后面书写“中国首都北京”。在样本最下方贴上比例尺。如图1所示。

图1 文件字迹样本

将文件字迹样本装入白色信封内并封口完成实验样品的制作，在自然光下信封内的文件字迹不可见，如图2所示。

图2 白色信封

将文件字迹样本装入牛皮纸信封内并封口完成实验样品的制作，在自然光下信封内的文件字迹不可见，如图3所示。

图3 牛皮纸信封

1.3 方法及工作条件

1.3.1 白色信封内的字迹

将待检实验样本放在翻拍架下面的翻拍台上，将翻拍架上的数码相机装上微距镜头，镜头光轴垂直于实验样本表面，并将黄色数码滤光镜装在微距镜头上。在可见光下，上下升降照相机，使实验样本调焦清晰。拍照装置如图4所示。关闭室内所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用445 nm便携式激光生物检材搜索仪(或者蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪的445 nm波段)做光源进行激光光致发光照相[12-13]。

图4 光致发光拍照装置示意图

1.3.2 牛皮纸信封内的字迹

将待检实验样本用两块透明玻璃夹住，并用两个玻璃支架架起。将翻拍架上的数码相机装上微距镜头，镜头光轴垂直于实验样本表面。在可见光下，上下升降照相机，使实验样本调焦清晰。拍照装置如图5所示。关闭室内所有灯光，在全黑、无杂光干扰的条件下，用蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪的532 nm波段绿光做光源进行透射光分色照相。

图5 透射光分色照相拍照装置示意图

2 实验结果和讨论

2.1 白色信封内的字迹

2.1.1 光照角度的影响

将445 nm便携式激光生物检材搜索仪分别以15°、30°、45°、60°和75°角(光照角度是指光源光线照射方向与实验样品上方照相机镜头光轴之间的夹角，以下同)对实验样本(以红色打印字迹“1、中国首都北京”为例，其他字迹效果一样)进行照射并拍照记录(光照距离为20 cm，曝光量为ASA200、F8、1/60S)，文件字迹效果如表1所示。当光源以15°和30°角照射时文件字迹效果较好；当光源以45°角照射时文件字迹效果一般；当光源以60°和75°角照射时，文件字迹效果较差。

表1 改变光照角度文件字迹效果

2.1.2 光照距离的影响

光源角度为15°角，将445 nm便携式激光生物检材搜索仪分别以20 cm、30 cm、40 cm、50 cm的距离对实验样品(以红色打印字迹“1、中国首都北京”为例，其他字迹效果一样)进行照射并拍照记录(曝光量为ASA200、F8、1/60S)，文件字迹效果如表2所示。当光照距离为20 cm、30 cm时文件字迹效果较好，当光照距离为40 cm时文件字迹效果一般，当光照距离为50 cm时文件字迹效果较差。

表2 改变光照距离文件字迹效果

2.1.3 曝光量的影响

光源角度为15°角，光照距离为20 cm，将照相机感光度固定为ASA200、光圈系数值固定为F8，改变曝光时间对实验样品进行拍照记录，字迹效果如表3所示。当快门速度为1/60 S时文件所有字迹效果均较好，如图6所示；当快门速度为1/15 S、1/30 S时文件部分字迹效果一般，如图7、图8所示；当快门速度为1/125 S、1/250 S时文件大部分字迹效果较差，如图9、图10所示。

表3 改变曝光量文件字迹效果

图6 1/60S文件字迹效果

图7 1/15S文件字迹效果

图8 1/30S文件字迹效果

图9 1/125S文件字迹效果

图10 1/250S文件字迹效果

2.1.4 文件字迹最佳拍照条件及影响因素分析

通过实验发现，白色信封内文件字迹的最佳拍照条件是：光照角度15°角，光照距离为20 cm，曝光量为ASA200、F8、1/60S，拍照效果如图6所示，文件字迹清晰可见，达到检验鉴定的要求。

(1)改变光照角度影响样本字迹显现效果的原因分析。

实验发现，光照角度控制在15°角和30°角时字迹显现效果较理想。因为光照角度越小，颜色字迹或者白色纸张荧光在镜头光轴上的反射光分量越强，光照角度越大，颜色字迹荧光或者白色纸张荧光在镜头光轴上的反射光分量越弱。

(2)改变光照距离影响样本字迹显现效果的原因分析。

光照距离影响445 nm便携式激光生物检材搜索仪发出光束圆形光斑直径的大小，进而影响光斑的亮度。在445 nm蓝色激光的照射下，距离越小、光斑直径越小、光斑亮度越大，距离越大、光斑直径越大、光斑亮度越小，颜色字迹和白色纸张的荧光效果随着光照距离的增大而减弱。

(3)改变曝光量影响文件字迹显现效果的原因分析。

实验中当光照角度和光照距离相同时，不同颜色字迹的荧光亮度不同，要想保证所有颜色字迹都能清晰显现，只能改变曝光量。

2.2 牛皮纸信封内的字迹

2.2.1 光照角度的影响

选用蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪中的532 nm波段为光源，分别以120°、135°、150°、165°和180°角对实验样品(以红色打印字迹“1、中国首都北京”为例，其他字迹效果一样)进行照射并拍照记录(光照距离为10 cm，曝光量为ASA1600、F5.6、1/8S)，文件字迹效果如表4所示。当光源以150°、165°和180°角照射时文件字迹效果较好；当光源以135°角照射时文件字迹效果一般；当光源以120°角照射时，文件字迹效果都较差。

2.2.2 光照距离的影响

光照角度为150°角，将蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪中的532 nm波段光源分别以5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm的距离对实验样品(以红色打印字迹“1、中国首都北京”为例，其他字迹效果一样)进行照射并拍照记录(曝光量为ASA1600、F5.6、1/8S)，文件字迹效果如表5所示。当光照距离为5 cm、10 cm时文件字迹效果较好，当光照距离为15 cm时文件字迹效果一般，当光照距离为20 cm、25 cm时文件字迹效果较差。

表5 改变光照距离文件字迹效果

2.2.3 曝光量的影响

光照角度为150°角，光照距离为10 cm，将照相机感光度固定为ASA1600、光圈系数值固定为F5.6，改变曝光时间对实验样品进行拍照记录，字迹效果如表6所示。当快门速度为1/8S时文件上黄色字迹不可见，绿色和青色字迹效果一般，其他颜色字迹效果均较好。如图11～20所示。

表6 改变曝光量文件字迹效果

图11 1/8S 红色打印字迹效果

图12 1/8S 绿色打印字迹效果

图13 1/8S 蓝色打印字迹效果

图14 1/8S 黄色打印字迹效果

图15 1/8S 品红色打印字迹效果

图17 1/8S 黑色打印字迹效果

图18 1/8S 紫红色打印字迹效果

图19 1/8S红字书写迹效果

图20 1/8S黑色书写字迹效果

2.2.4 文件字迹最佳拍照条件及影响因素分析

通过实验发现，牛皮纸信封内文件字迹的最佳拍照条件是：光照角度150°角，光照距离小于10 cm，曝光量为ASA1600、F5.6、1/8S，文件上除黄色字迹外，其他颜色字迹均清晰可见，达到检验鉴定的要求。

(1)改变光照角度影响样本字迹显现效果的原因分析。

实验发现，光照角度大于150°角时字迹显现效果较理想。因为光照角度越小，光斑面积越大，透过牛皮纸的光源亮度越小；光照角度越大，光斑面积越小，透过牛皮纸的光源亮度越大。

(2)改变光照距离影响样本字迹显现效果的原因分析。

实验发现，光照距离小于10 cm时字迹显现效果较理想。光照距离影响光束圆形光斑直径的大小，进而影响光斑的亮度。在532 nm绿色激光的照射下，距离越小、光斑直径越小、光斑亮度越大，透过牛皮纸的光越强；距离越大、光斑直径越大、光斑亮度越小，透过牛皮纸的光越弱。

(3)改变曝光量影响文件字迹显现效果的原因分析。

实验中当光照角度和光照距离相同时，不同的曝光量，文件字迹与牛皮纸之间的亮度差不同。曝光过度，文件字迹和牛皮纸均变亮，文件字迹与牛皮纸之间的亮度差变小；曝光不足，文件字迹和牛皮纸均变暗，文件字迹与牛皮纸之间的亮度差也变小。

3 结论

利用445 nm便携式激光生物检材搜索仪(或者利用蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪的445 nm波段)，可以有效地检验出白色信封内的文件字迹，包括红色、绿色、蓝色、黄色、品红色、青色、黑色和紫红色打印字迹以及红色、黑色中性办公笔书写字迹，检验效果受光照角度、光照距离和曝光量的影响。当光照角度为15°和30°角，光照距离为20 cm和30 cm，曝光量为ASA200、F8、1/60 S时，文件字迹均清晰可见。

利用蓝光445 nm/绿光532 nm双波段激光物证搜索仪的532 nm波段，可以有效地检验出牛皮纸信封内除黄色以外的其他颜色字迹，包括红色、绿色、蓝色、品红色、青色、黑色和紫红色打印字迹以及红色、黑色中性办公笔书写字迹，检验效果受光照角度、光照距离和曝光量的影响。当光照角度大于150°角，光照距离小于10 cm，曝光量为ASA1600、F5.6、1/8 S时，文件上除黄色字迹外，其他颜色字迹均清晰可见。