多波段光源知识.docx

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多波段光源知识

多波段光源知识简介

第一部分、光学基础理论

一.光的颜色

光是一种电磁波，可根据其波长的不同划分为紫外光（1nm—400nm）、可见光（400nm—700nm）和红外光（700nm以上）等。

只有250nm—1350nm的光能够产生光敏化作用，就是只有这一波段范围的光能够在感光片上成像。

（见图表）

二、什么是单色光

从物理的理论上讲，光的颜色取决于其对应的电磁波的波长，不同波长的电磁波就是我们看见的不同颜色的光，当只有一种颜色出现时，我们称之为单色光。

我们日常看到的所谓的白光，实际上是可见光谱中具有相同强度的各种颜色的光的混合。

三.物体的反射光和颜色

那么什么是物体的颜色呢？

它是指是人们看到一个物体时的色彩方面的感觉，这种感觉是光线投射到物体上并被反射的结果。

光的反射：

自然界中的物体具有对各种颜色的光线有选择性吸收和反射的特性。

就是当不同颜色的光照射到客体上时，有的颜色的光被物体吸收了，有的就反射出去了。

表明指纹纹线在各个波段的单色光下的吸收和反射的特性也是不一样的。

因此要使痕迹物证最大限度的从承痕客体中显现出来，就必须选择痕迹物证与承痕客体吸收、反射性质差异最大的单色光波段来进行显现、拍照。

大家知道在现场物证勘验中，各种客体上痕迹物证的细节往往是很微弱的，在普通光照条件下，很难捕捉和记录到这些细节。

由于物体本身对光的反射、吸收的特性不同，在不同波段的光源照射下，物证的表面将得到不同的亮度分布，从而显示出不同的细节。

只有选择适当的光源波段，才能加强对痕迹物证的显示，抑制干扰因素的出现。

在痕迹照相中，拍照客体上指纹的关键，就是要提高指纹和客体之间的反差，如果说反差为零，就什么都看不到了。

因此，在现场勘查中，常用不同波段的光源对现场进行痕迹物证的搜索、观察及拍照提取。

四.分色照相定义和装置

分色照相是指用单色光线照射被检验物体，接收记录物体在可见光谱区内一个单色光波的反射光或发射光亮度分布的照相方法，即只记录物体对某种单色光的反射图像。

包括蓝光灯、激光器、多波段、紫外、红外、多光谱等。

多波段光源照相最基本的功能就是分色照相，它能够较好的去除多种颜色的背景干扰。

例如红砖墙上的红字或血迹，用红色滤镜可提高反差，这是最传统的分色照相法。

第二部分可见荧光照相

一、定义和装置

可见荧光是指在蓝、绿色光、激光、红外和紫外光线照射下，物质可能在橙红光谱区发射荧光，有些物质在近红外区也有发光。

这种激发/发射现象称为物质的可见荧光。

可见荧光照相是指用可见光中400~550nm的紫色、蓝色和绿色光线照射被检验物体，接受记录物体发射的550~700nm橙红色荧光亮度分布影像。

二、可见荧光照相的应用

在检验痕迹应用效果上，可见荧光照相方法具有显著增加痕迹物质与客体背景反差的作用。

有时也能消除或减弱背景干扰。

第三部分多波段光源概述

一、多波段光源在现场勘查中的应用

具体现场实用操作规程如下:

第一步：

白光搜索。

进入现场后，首先进行第一次搜索，应先使用多波段光源的白光输出进行第一遍现场勘查，这与以往我们用强光灯进行现场勘查时的方法是相同的，主要目的是勘验是否有灰尘足迹、灰尘手印以及各种微量物证。

第二步：

蓝绿光搜索。

然后将现场尽可能的遮光，如果在允许的条件下，可在夜晚进行再次搜索，使用多波段光源的蓝、绿光，带上橙色滤光镜进行第二遍现场勘查（还可用450nm波段/黄色滤色镜），可使很多可疑物质如体液、纤维、油漆碎片及射击残留物等发出固有的荧光。

如有尸体，应用蓝、绿光在尸体和衣服上检验精斑、唾液、毛发、纤维、伤痕或咬痕。

第三步：

改变输出波长搜索。

改变输出波长并更换滤色镜，多次搜索，看是否有新的发现。

第四步：

显现处理。

在显现出指纹时，能带回实验室处理的检材，应尽快带回处理，如有不便，可在现场用荧光粉末或其他处理方法显现指纹。

多波段光源在现场勘查中的使用，无疑为在现场上直接完成痕迹物证的观察、拍照采取提供了方便，从而极大地提高了现场痕迹物证的发现率和采取利用率。

二、多波段光源在刑事痕检技术中的应用概述

多波段光源在刑事技术中主要应用于现场勘查、发现物证以及在实验室中对物证进行处理。

多波段光源同时也是各种照相方法的优质光源，比如可见光分色照相、光致荧光照相、红外特种照相等等，在现场勘查中常用于探测血痕、精斑，显现射击残留物，显现光滑客体上的无色汗液手印，被荧光物质污染的潜在手印等。

具体来说，多波段光源主要在以下几个方面发挥作用：

多波段光源的应用，主要是应用其作为激发光源的功能，所以多波段光源一般是在这样几种情况时使用:

⑴要求显现的物质在激发光源照射后发出的荧光大大强于背景荧光（或者背景不发荧光）；

⑵要求显现的物质在激发光源照射后发出的荧光与背景荧光有较大的区别。

⑶要求显现的物质在激发光源照射后不发出荧光而背景发出荧光。

三、多波段光源各波段的颜色及主要用途

总体来说，多波段光源各波段的主要用途为：

（1）白光：

光源产生高强度的聚焦白光，要适用于查找较易发现的痕迹，包括脚印、纤维和在玻璃或光滑表面上的指纹，以及灰尘的痕迹等，甚至可作为强光手电用。

（2）紫外光：

紫外反射、紫外荧光照相；紫外荧光粉末显现的手印；某些“502”染料染色手印；紫外荧光表面手印检测。

（3）400—430nm（紫）：

血手印和其他体液检测；射击残留物，主要是指415nm。

（4）430—490nm（蓝）：

检测手印固有荧光，牙齿咬痕；某些“502”染料染色手印。

（5）490—510nm（蓝/绿）：

茚三酮/金属盐增强手印；罗丹明6G染色手印。

（6）510—550nm（绿）：

DFO指印；茚三酮衍生物。

（7）550—700nm（黄橙红）：

大多数通用技术的荧光辐射区域。

（8）红外光：

文字检验；红外反射和红外荧光照相。

第四部分、多波段光源可见荧光照相

一、定义和装置

多波段光源可见荧光照相就是指用多波段光源照射被检验物体，接受记录物体发射的550-700nm橙红色荧光亮度分布影像。

二、用多波段光源进行可见荧光照相在指纹检验方面的应用。

1.光致荧光可见荧光照相

（1）光致荧光原理

光致荧光原理：

光致荧光显现运用许多有机化合物或某些种类的无机化合物，在特定波长的光线激发下产生荧光的特性，从而达到手印显现的效果。

（2）显现和加强现固有荧光指纹

在蓝绿光线照射下，部分潜在指纹会显示出固有的橙红色荧光。

如果客体背景没有可见荧光或荧光非常微弱，则可见荧光照相可以将具有固有荧光的潜在指纹，以浅色调显示在深色背景上。

除了汗液成分外，许多潜在汗液指纹纹线物质中还可能包含一些异物成分。

一些日常生活使用的化工用品和一些油脂在蓝绿光线照射下，都能够显示可见荧光。

例如，在盗窃变压器、汽车和工厂生产材料，以及发生在居民住宅内的案件中的一些日常生活使用的化工用品，案犯接触动物、植物、矿物油后触摸其他物体会在油漆表面、金属制品、玻璃等非渗透性客体表面留下加层油迹指纹，以及案犯手指触摸自己脸部皮脂丰富的部位，会留下油脂汗液指纹。

很多油脂指纹无色透明，因此油脂指纹较难发现，而在高强度长波紫外光的照射下，油脂指纹能发出荧光，而且指纹的油脂量越多，荧光越强。

但由于潜在指纹异物显示的固有荧光一般比较弱，利用固有荧光显现指纹的效果很大程度上取决于客体背景的荧光亮度，只有无荧光客体或荧光非常微弱的客体表面上的指纹才有可能显示出较大的固有荧光反差，若纹线荧光与背景反差良好，直接照相固定。

若客体表面与油迹手印均产生荧光，干扰手印的拍摄效果，则用相应的滤色镜加强客体表面与手印的反差，将手印的荧光信息充分反映出来，达到增强反差的目的。

光源使用300-400nm，橙镜观察效果好。

2.显现和加强经过物理荧光处理的指纹，也称二次光致荧光

对由不发荧光的物质形成的潜手印，在多波段光源照射下用荧光粉末加以处理，即激发出荧光，从而显现手印。

这种用荧光物质处理后获得的荧光，称为“二次光致荧光”。

荧光粉末刷显应根据粉末的性质选择激发波长，如遇背景荧光过强，干扰指纹荧光，应换一种粉末和激发波长。

用物理方法对指纹检材进行荧光处理主要有两种方法，一种是荧光粉末刷显方法，另一种是荧光染料染色方法。

A．荧光粉末刷显方法

长期以来，现场上的汗潜手印多采用一种简单的、有效的、经典的汗液指纹显现方法-金属粉末。

荧光粉与普通粉末相比，指纹纹线上吸附极少量的荧光粉末就可以产生足够的荧光亮度反差，因此荧光粉末刷显/可见荧光照相方法的灵敏度要显著高于普通粉末刷显/照相方法。

此外，荧光粉末刷显/可见荧光照相还可以有效地减少或消除背景图象的干扰。

荧光粉—多波段光源显现汗潜手印是传统粉末刷显的延伸，有其自有特性：

a.荧光粉—多波段光源显现汗潜手印法操作方法简单，适用客体范围广。

选用荧光粉刷显，在多波段光源照射下，纹线吸附少量荧光粉就可以产生足够的荧光亮度反差。

一般指纹荧光粉的受激发敏感范围很宽，用多波段光源的蓝绿光激发，指纹显现效果普遍良好。

荧光粉末主要分磁性荧光粉和非磁性荧光粉。

非磁性荧光粉适用于玻璃、陶瓷、电镀金属、铝合金等客体上的较新鲜的汗液手印。

对客体表面复杂（皮革、硬纸板）的情况，应采用磁性荧光粉。

几乎适用于所有光洁客体上的新鲜汗液手印，如光滑的金属、陶瓷、塑料及油漆等强反光的物体，并且对于皮革和背景比较复杂的一些手印也有较好的显现效果。

b.荧光粉颗粒细、重量轻。

这个特点使荧光粉对手印的沾附力很弱，沾在手印上的粉末在普通光下观察甚至观察不到粉末的存在，利用荧光粉的这个特点，可以对一些沾附力太强，用普通粉末刷显可能会过厚的手印进行显现，比如一些潜油迹手印用荧光粉显现就能取得很好的效果。

c.经荧光粉处理后的手印还能用其它方法处理。

非渗透性客体表面新鲜的潜在指纹，用此法处理还主要是在犯罪现场使用。

由于沾附在手印上的荧光粉非常少，所以经过荧光粉处理后的手印再用其它一些方法处理时受荧光粉的影响非常小，甚至于没有。

经荧光粉处理后的手印，提取回检材后可以用更好的其它方法处理，还可进行“502”熏显处理、普通粉末刷显、定向反射照相等方法处理，基本不受荧光粉的影响。

但经荧光粉处理后的手印再用其它化学方法可能效果不好。

d.荧光粉也可作手印显现后处理方法使用。

比如白色客体上“502”手印，可用荧光粉刷显后进行照相，取得更好的效果。

其它一些经过物理方法处理的手印也可考虑用荧光粉进行处理，但经化学方法处理后的手印（如BBD染色）再用荧光粉处理效果不好。

B．502”熏显手印的后处理

在实际工作中，我们经常会遇到白色客体上的“502”手印、复杂背景上的“502”手印等，对于这些手印，采取常用的方法照相很难取得好的反差，对于这些“502”熏显后难以提取的手印，可以采用染色法处理后用多波段光源激发使其发出荧光，再照相固定。

（1）．502胶熏显+荧光粉末刷显方法

通常情况下，502胶熏显是非渗透性客体表面上潜在汗液指纹的首选方法。

对于皮革上的汗液指纹尤其是遗留时间较长的非新鲜汗液指纹用“502”熏显后只能在侧光条件下看到隐约的纹型，细节特征很不清晰。

此时再用荧光粉刷显染色，并在多波段光源下选取适当的波段以激发其荧光不仅纹线清晰，而且消除了由于皮革多孔多皱纹的干扰。

比较实验：

在皮革上作一枚汗液指纹样本，搁置一小时后用“502”熏显，在普通光源下拍照如图一所示；用红色磁性荧光粉刷显在530nm波段用红色滤色镜观察，拍照效果如图二所示。

实验对比照片

图一图二

（2）502胶熏显+荧光染料染色方法

一些在502胶熏显后仍然看不见的指纹，有可能通过荧光染色处理/可见荧光照相方法显示出来。

经过502胶熏显后，除了一些反差良好的指纹外，还有些指纹在普通光线下看不见或非常微弱，也有些是因为客体色调太浅而反差微弱，这时用荧光染料进行染色处理，也可以使这些看不见或非常微弱的502胶指纹呈现较强的可见荧光，并且在可见荧光照相中得到良好的显示。

对502胶指纹进行荧光染色处理有多种方法，如：

罗丹明6G染色法（530nm）、BBD染料染色法、JX—1型染料染色法（530nm）等。

3、显现和加强经过化学荧光处理的指纹

DFO显现方法是荧光处理指纹方法中最成功的范例。

与传统的茚三酮显现方法一样，DFO也是与汗液中的氨基酸成分发生化学反应，但DFO与氨基酸反应的产物是一种具有很强可见荧光的物质，不是像茚三酮与氯化锌反应后生成有色物质。

DFO指纹纹线在可见光下可能呈现浅粉红色，也可能完全看不见，但它们在蓝绿色激发下显示出很强的橙红色荧光，因此可见荧光照相方法可以有效的显示出DFO指纹。

在多波段光源下用不同的波长进行观察，一般采用430nm—530nm间的波长进行激发，采用红色带通滤色镜（549nm）进行观察或照相。

多波段光源中的530nm波段（绿色）就是专门为DFO指纹设置的。

拍照观察注意事项：

a.DFO与氨基酸反应产物对光有两个吸收峰，分别是450nm和530nm，发射峰在570nm到580nm之间，由于其有双吸收峰，所以在选择激发光源时要试用各种不同的波长，而且由于很多渗透性客体背景荧光也较强，所以在选择滤色镜观察或照相时要试用不同的滤色镜，对于DFO法显现的手印，采用长通滤色镜观察效果不好，应该采用带通滤色镜。

b.当承载手印客体的表面有图案时，用带通滤色镜可最大限度地消除背景干扰，增加手印反差。

c.手印荧光较弱时，尽量让光导管靠近手印，缩小光斑面积，增加激发光强，可使手印荧光增强，但同时应加载1-2片滤色镜以滤掉激发光的反射光。

d.当使用红色长通滤色镜（600/35）及红色带通（549nm）滤色镜时，曝光表时间不准，应减少两档曝光时间以防曝光过度。

比较实验：

在作业纸上作三枚汗液指纹样本，第一枚指纹用传统的茚三酮方法显现，在普通光照下拍照固定如图一所示，第二枚指纹用DFO法显现，在普通光照下拍照固定如图二所示，第三枚指纹用DFO法显现，在530nm波段用橙色滤色镜观察，纹线被激发出荧光，拍照效果最好，如图三所示。

实验对比照片

图一图二

。

图三

4、加强荧光客体表面上的指纹

客体在蓝绿色光线激发照射下呈现较强的可见荧光，而指纹纹线物质没有荧光并且强烈吸收可见荧光，则可见荧光照相有可能加强指纹纹线与客体背景之间的亮度反差，使纹线以深色调呈现在浅色背景上。

例如，在可见光照射下，深色客体上深色异物指纹的纹线与客体背景之间的反射光亮度反差很小，但如果深色客体在蓝绿色光线激发照射下呈现较强的可见荧光，可见荧光照相有可能使这些客体上指纹与客体背景之间出现较大的亮度反差。

例如红色油漆表面上的血指纹在白光下几乎没有反差，而血液在415nm处有一个强烈的吸收峰，如果油漆在该波段为反射性质，就会呈现出强反差，清晰的将血指纹显现出来。

综合上述拍照方法：

用300-400-530nm波段的（紫蓝绿）光源激发出500-600nm的荧光，根据光谱图分析500-600nm恰好是产生荧光最多的波段。

5.用于足迹的显现拍照

（1）拍摄纺织品上的灰尘足迹

在刑事案件现场，案犯踩踏在床单、衣物、皮革等物品上易遗留有足迹，但因背景花色杂乱、色泽不一、以及粘附的灰尘较少而难以利用，给工作带来很大的损失。

因为现有的纺织品多为化纤类制品，在一定波长范围内能激发荧光，而灰尘足迹一般不能激发荧光，所以可以利用这种承痕体和留痕客体对光产生的不同反映，采用多波段光源对此类足迹进行发现并拍照提取能收到较理想的效果。

操作方法:

在暗环境下使用多波段光源的400nm-530nm波长范围以45°-90°的入射角观察足迹，直到灰尘足迹轮廓反映清晰、特征明显为止。

然后用相机拍照固定。

（2）荧光粉－多波段光源法显现潜在粉尘足迹

由于各种新型建筑、装饰材料在室内的出现，案犯有时会在彩色地砖、上蜡地板、地板革、花岗石等特殊客体上留有潜粉尘足迹。

但因这类客体反光性强、绝缘性好,有的凸凹不平、受彩色花纹干扰且粉尘少使得用静电吸附、胶带提取等传统方法提取效果不好，而荧光粉－多波段光源法因其粉末及光源性能优异，依靠光致发光，对消除彩色客体背景，增强反差有特别的效果，且对物面干湿度要求远比其他粉末低，故在现场勘查时，可用来显现处理此类地面上的足迹。

操作方法:

在暗环境下，根据粉末的特性选择激发波长，带上橙色滤色镜，边观察边刷显，如果背景荧光较强，干扰足迹的荧光，应换另一种荧光粉末和激发波长。

最后，采用系列曝光法拍照固定。