多波段光源在刑事技术中的应用

多波段光源在刑事技术中的应用

多段光源在刑事技术领域的应用已经发挥了重要作用。为了更好的了解多波段光源的结构和性能,更科学的应用多波段光源,为刑事技术服务,本文将详细介绍其应用原理。1激发光源和应用多波段光源是在紫外、可见光和红外光谱区中具有多个波段的单色光输出的小型激光器。多波段光源作为一种激光器,其在刑事技术的应用中主要作为一种激发光源使用,就是用这种光源去照射一些物质(如手印物质)时,物体内部的原子电子发生一些跃迁变化而发出与激发光波长(频率)不同的荧光和磷光(包括紫外线和红外线,但常用的激发光为可见光),再用滤色镜将激发光、杂散光滤去后就能看到与背景有一定反差的荧光(和磷光)物质(如手印纹线)。2多波长光栅系统(1)灯源,是多波段光源最重要的部分。目前主要有氙光灯和碘光灯,功率一般为100瓦到300瓦之间,个别的有500瓦。氙光灯的灯光比较纯,但价格也高,达1000美元左右,目前我国国内没有生产。碘光灯一般为国产灯,每只灯泡价格在300元左右。目前台式多波段光源主要采用300瓦的,手持式的100瓦的居多。(2)滤光系统,主要指的是多波段光源箱体内灯源前的滤光片转盘。当选择一个多波段的光时,滤光片转盘便将相应的滤光片转到灯源前面,将灯源发出的光进行滤光,让需要的光通过,不需要的光截止。滤光片系统是多波段光源最重要的部分,多波段光源两个最重要的性能指标单色性和波段宽度都基本取决于滤光片的质量。滤光片的制作有多种手段,目前国外的制作水平较高,好的滤光片价格较贵,差的滤光片价格较低,这也是国产多波段光源与进口多波段光源价格差距很大的原因之一。(3)输出系统,对于手持式多波段光源来说并不是一个重要的系统,有的甚至没有。而对于台式多波段光源则是一个很重要的系统。多波段光源最重要的指标之一即输出光强度与输出系统关系非常大。输出系统最主要的部分是光纤,现在多波段光源的光纤一般长度为1.5米到2米之间,常用的有液导光纤和玻璃光纤。多波段光源使用的液导光纤输出口的输出强度可达到输入口输入光强度的50%左右;玻璃光纤输出口的输出光强度大约为入口处输入光强度的30%左右。所以液导光纤相对玻璃光纤要好,价格也高,目前国内产的多波段光源没有采用液导光纤的,都是玻璃光纤的。(4)控制显示系统。多波段光源的波段选择、波段调节、亮度调节、显示系统等是一些次要系统。对于波段选择,一般在箱体上都有一个波段调节旋钮,一个光度调节旋钮,显示当前工作波段的液晶显示屏。还有一些在光纤的输出端有波段调节按钮;有一些有波段微调旋钮,波段微调旋钮一般是通过调节滤光片和光源光轴的角度来调节通过波长,从理论上来讲,一些多波段光源能获得整个发光区域的连续波长的光,这样的微调系统对于显现要求较高的工作来说可能有一定的用处。这些系统使多波段光源使用方便,对于性能和价格有一定的影响。(5)箱体。多波段光源输出的色光一般不到一瓦,工作环境要求干扰光少,故箱体颜色最好为暗色调。对于箱体最主要的要求是不漏光、坚固、结构合理。这些都比较容易做到,一般不同的厂家都有自己的风格选择,对于多波段的性能和价格影响不大。(6)后期图像处理系统。多波段光源系统一般都是以光源、摄影滤色镜及光纤等组成。但现在还有一些选配系统,后期图像处理系统就是其中的一个,后期图像处理系统常见的有CCD图像显示系统,这是一个将图像转换为视频图像在显示屏上,便于观察效果的一个系统。还有的有图像处理系统,将图像取入电脑后可进行图像处理,比如背景消除等功能。但这些系统对于一般的多波段光源使用单位没有多大用处,尤其是视频图像处理系统,对于对指纹要求高或有指纹自动识别系统的单位,可以考虑购买图像处理系统,在将一些条件差的图像摄入电脑后直接录入指纹自动识别系统。在购买这些系统时要慎重考虑,尤其是基层单位,因为这些后期处理系统主要是进口的为多,价格非常贵,尤其是一些软件。3多段光源的主要性能参数多波段光源的作用性能包括几方面:光的输出强度、光的输入强度、波段宽度、波段数目和分布。3.1光的输出强度光的输出强度指的是光源在输出系统的最后输出端口输出的光强度,也可以理解为照射到检材上的光。多波段光源输出强度越大,激发物质发光能力就越强,检验效果就越好。一般来说,激发固有荧光痕迹(如激发汗液指纹)需要100mW(毫瓦)以上功率的光。在其他性能指标相同的情况下,光的输出强度越大多波段光源的性能越好。人们有一个认识误区便是认为光源(灯泡)的功率越大光的输出强度越大,功能就越好,但事实上并不是如此。光的输出强度与多波段光源的光源(灯泡)功率、滤光片质量、输出系统、箱体封闭性等有关,当其他方面相同时,有如下特点:(1)光源的功率越高,输出光的强度就越高。(2)滤光片质量越好,能过波长的光吸收的越少,截止波长的光吸收的越多,光的输出强度越大。(3)光纤的材质:当采用玻璃光纤,如果长约一米五时,出口处输出的光强度约为入口处输入的光的强度的30%左右;当采用液导光纤,长约一米五的,出口处输出的光强度约为入口处输入的光强度的50%左右。(4)箱体的结构和封闭性越好漏出的光就越少,用输入到光纤中的光越多,输出的光也就越多。3.2杂色光水平的影响指的是在选择了一定的波段后,在此波段之外杂散光水平的高低。理论上来说多波段光选择了一定波段的光后,滤光片便能将其余波长的光截止,只允许一定范围波长的光能通过,但现实中不可能做到绝对化,不管滤光片质量如何的高,总会有在我们需要的波长之外的光通过绿色镜照射到检材上来,而这些光对于显现痕迹会产生不良干扰。所以,人们往往用杂色光水平来衡量多波段光源的单色性。所谓杂散光水平,是指杂散光与单色光之比。杂散光水平越高,单色性就越差,表明滤色镜的质量也越差,照射到检材上的干扰光就越多,显现效果就越差;杂散光水平越低,单色性就越好,探测灵敏度就越高,多波段光源质量就越好。激发光中杂散水平很大程度决定了发光检验方法的探测灵敏度。在其它性能指标相同的情况下,单色性越高,多波段光源的的性能就越好。对于光源的单色性,至少要求达到这样的指标:弱发光信号探测低限小于或等于激发光杂散光水平。多波段光源的单色性是重要的性能指标,其主要与灯泡和滤色片质量有关。(1)长的光组成多波段光源灯泡发出的光为白光,实际上是由各种连续波长的光组成。各种不同波长的光按照一定比例组成便成纯净的白光,但作为一种人造光源要得到真正纯净也用其单色性来衡量。质量好的灯泡发出的白光纯度比较高,比如氙光灯。(2)外来光度的限制在选择一种波长时,实际上是选择了一块滤光片截去灯泡发出的白光中的其它成份,只让所需要的一定波长宽度的光通过。多波段光源单色性的好坏最主要是取决于滤光片,滤光片的质量好,指标能达到一定的程度,即使灯泡发出的白光不够纯,也能将大部分光滤去。(3)波长对激发力的影响指的是多波段光源输出的单色光的波长范围,即发出的光偏离中心波长多少。波段越窄,多波段光源的激发控制能力就越强。波段宽度主要与滤色片有关。一般来说,较好的多波段光源要求波段宽度在100nm～-200nm之间。(4)相干部波长的影响一般来说,一个波段要用一块滤光片,波段越多,就要用更多的滤色片,成本就越高;波段越多,选择激发波段范围就越大,检验能力就越强。多波段光源的波段数一般都在10～25个之间。但如果波段无限多,相邻之间波段的激发能力相似,作用也相似,意义不大。多波段光源波段要求有合理的分布,即在常用的波段范围内要求较窄的波长范围内波段较多,反之就要求波段少。比如紫外区域,在较长的区域内有长波紫外和短波紫外即可