当一束光线照射在物体上时,一部分光线被物体表面反射回去形成反射光线。一部分光线折射到物体内部。折射到物体内部的光线一部分被物体分子吸收,另一部分则被折射出去。物质分子吸收光后有可能产生能级状态的跃迁,从而产生发光现象。因此光线照射物体时可能形成发光现象与反光现象。所谓光学检验法,就是通过各种波长的光线照射手印极其遗留物质,并通过一定的配光技术,来发现潜在物证进而将手印拍照记录下来。这是无损检验,它既不污染检材也不破坏物证,而将物证提取下来的最好方法。此方法用光线照射物证,接收记录检材的反射光亮度分布或荧光亮度分布的方法。通过选择照射光线的入射角度、光谱波段、偏振性以及选择接收记录光线的种类、波长和方向等,可以控制调整光学方法接收物体表面的亮度分布,从而可以显示记录痕迹的有用细节特征,包括显现和加强各种潜在手印和微弱手印。常用的光学检验有:自然光检验法、(侧光、透射、反射、哈气等)各种强光源、长、短波紫外光、蓝光、激光、多波段光源、紫外观察系统及全波段物证检验CCD系统等。
光学检验的方法很多,按照对光的反射吸收性质的不同,可以分为吸收/反射模式和发光模式。根据作用原理的不同,在每种模式中又可以细分,如在吸收/反射模式中可以分为配光方法、偏振光方法、紫外反射方法、红外反射方法。发光模式中又分为紫外荧光方法、可见荧光方法、紫外发光方法。
目前常用的主要有配光方法、分色方法、偏振光方法、紫外反射方法、红外反射方法、紫外荧光方法、可见荧光方法、紫外发光方法等。像其他物理化学方法一样,每种光学方法都有一定的适用范围。
(一)配光方法
配光方法是利用指印物质和客体表面对光反射方式的差异而形成反差的。在许多情况下,指印纹线物质不同于客体表面,在适当的光照条件下和一定的观察角度下,这种差异可以得到显示或加强,进而显现出指印。由于配光方法具有检材简单检验灵敏度高和检验效果好等优点,因此应用范围极为广泛,在众多指纹显现和加强方法中具有很重要的地位。
在实际工作中,由于检材上的指印纹线和客体对光的反射性质变化较大,在运用配光时要根据指印物质和客体的特性来选用不同的配光方式。配光方式本身又可以分为定向反射照相、暗视场照明、均匀照明、侧光照明、掠入射照明、无影照明、侧投射照明和正透射照明等。每种透光方法有不同的入射角度、不同的作用机制和不同的显现特点,因此也适用不同的检材。
(二)分色方法
分色方法利用指印纹线物质与客体的光谱吸收性质上的差异,通过适当选择接受记录被检验物体在某个色波段的反射光亮度分布,调整控制被检物体上各种物质之间的亮度差。如果指印纹线物质的与客体有不同的光谱吸收性质,分色方法就可以加强微弱指印纹线与客体背景的反差。
(三)偏振光方法
偏振光方法是指通过使用两个正交的光线偏振镜,利用指印纹线物质与客体背景反射光偏振性质差异,控制它们之间的反射光亮度差。如果指印纹线和客体物质有不同的退偏振性质,则它们反射光的偏振状态存在差异,通过镜头前面的偏振镜,有可能增大它们之间的亮度差,显示出潜在指印或加强指印。此外,有些检材上的指印纹线与客体表面之间存在足够反差,但客体表面上反射的光斑干扰可能使纹线难以辨认,偏振光方法可以有效地抑制这种背景干扰,从而加强指印纹线的显示。
(四)紫外反射方法
在可见光谱区吸收反射性质差别不大的物质,在紫外区可能出现很大的吸收反射性质差异。每种物质对光的吸收和反射能力随波长的改变而变化,但它们的变化规律不同,它们之间的相对反射亮度随波长变化而产生较大的变化。例如,有些指印与客体表面在可见光区的反射能力差不多,因而无法形成较大的亮度差,而在紫外区客体表面呈现强烈吸收,而指印纹线仍保持一定的反射率,于是它们在紫外区可能形成较大的亮度反差。
紫外反射方法就是利用指印纹线与客体物质在紫外区的亮度反差增加来显现潜在指印。由于许多物质在紫外区的吸收能力变化很快,紫外反射方法对某些特定性质表面上的指印有很好的显现效果。紫外反射方法已经成为显现潜在指印的最有效的光学方法之一,广泛应用于各种指印检验工作中。
(五)红外反射方法
与紫外反射方法显现指印原理相似,红外反射方法是利用指印纹线与客体在红外区的反射亮度差异来加强微弱的或不清楚的指印。由于红外线穿透物质能力较强,红外反射方法可以帮助消除客体背景图案干扰。
(六)紫外荧光方法(www.zuozong.com)
紫外荧光方法是较传统的和应用最为广泛的发光检验方法之一。在紫外线照射下,许多被检验物体会在可见光谱区发射荧光。紫外荧光方法就是观察或拍照记录被检物体在紫外线激发照射下发射的可见荧光的亮度分布。如果指印纹线物质与客体之间荧光亮度差异较大,紫外荧光方法就有可能显示出在普通光线下看不清的潜在指印。或使微弱的指印得到加强。紫外荧光方法在手印显现方面应用范围大,效果好,对一些特定客体上的手印显现有着显著的效果。
(七)红外发光方法
红外发光方法是接受记录被检验物体在蓝绿光激发照射下,在近红外区的发光亮度分布,但多数指印在近红外区不显示发光性质,而且对红外线的吸收不强烈,因此目前红外发光应用于显现、加强指印相对较少。
(八)紫外发光方法
紫外发光方法激发照明光线为波长200 nm—300 nm的短波紫外线,接受物体在300 nm—400 nm波段的发光亮度分布。由于汗液物质的主要吸收峰在短波紫外区的270 nm—280 nm附近,相应的发射光谱峰在320 nm—340 nm,因此这种检验方法特别适合于显现潜在的汗液手印。
在紫外发光方法中,汗液手印的固有荧光发光率可达60%至70%,比其他发光检验方法高出数倍。紫外发光方法对汗液手印具有很高发光率这一特点,使这种方法成为最具有潜力的手印显现方法。
(九)光学检验的特点
光学检验方法和其他物理、化学方法相比具有以下特点:
1.检验的无损性
不论是物理检验还是化学检验,在检验物证时多少都会对物证造成一定程度的污染,显现方法采取不当时还会损坏检材破坏物证,这就是手印显现的不可重复性所在。然而光学检验方法在检验物证时基本不会损坏或污染检材。这就是光学检验方法的特性—无损性,基于此在手印显现或其他物证检验中它作为首选检验方法。
2.适用范围广,实用性强
光学检验方法目前不但被广泛运用在手印显现提取中,而且也运用在文件检验、理化检验等刑事技术领域。
3.灵敏度高,作用能力较强
用光学检验方法可以有效加强微量的物证物质。特别是一些背景图案复杂的客体上的物证,用光学检验方法可以有效地把背景图案的干扰消除,使痕迹物证能够较好地被显示出来。
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