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隨著社會高新光電技術的發展,高科技刑事物證搜索及鑒定方法也逐漸興起,激光物證顯現儀也開始替代多波段LED光源在刑偵領域發揮其作用。作為搜素光源,其窄光譜線寬,高光照射強度以及高速調制性能相比LED光源有著天生的優勢。文中采用的長春光吉科技有限責任公司的Laser Tracer系列激光物證顯現儀是近年來國內自主研發、生產,有著自主知識產權的激光刑偵設備,其性能與穩定性均已經超越美、英等國生產的激光設備。

激光物證顯現儀主要的原理是利用一束經過整形的激光照射被探測區域,通過照射激光來激發照射區域內潛在刑事物證的熒光來發現及記錄物證信息。

與前文提到的多波段LED光源相比,激光的優勢在于光譜線寬窄、光能強、高速調制性能好。激光的光譜線寬僅為LED1/20左右,更窄的光譜線寬使激光非常容易被過濾掉,進而只剩物證信息光通過濾波器。如圖1所示:

1:光譜對比

(藍色是激光光譜,綠色是LED光譜,橙色是物證信號光,紅色是濾波器的通過/截止譜線)

1中藍色為激光的光譜,綠色為LED的光譜,橙色是物證信號光(放大后),紅色是濾波器的通過/截止譜線。從圖中我們可以看出有一部分LED光在濾波器通過范圍內,而如果選擇通過波長更長的濾波器,又會截止掉一部分寶貴的物證信號光。而激光由于其光譜線寬窄,并不會與物證信號光發生重疊,在更好的被濾除條件下,也保證了基本是全部的物證信息光通過。大大提高了系統的信噪比。而該文中使用的設備被設計為無干擾式設計,即照射區無其他干擾光源,而市面上很多進口或是國產的設備,在設備前端加入一些照明指示燈,這些指示燈的顏色是橙色或是紅色的,其波長與物證信息光相重疊,并會照射到物證采集區,它們對于物證信息光來說是一種干擾、一種雜訊,是一種降低系統信噪比的因素。這是我們在選擇設備時需要注意的因素。

激光搜索刑偵物證的原理是通過波長略短的激光照射潛在物證區域,由于波長越短的光光子能量越強,激發能力相應越強,通過激發潛在物證中所含有機物而產生熒光訊息,無機物中的拉曼光訊息相結合,并濾掉激光本身,來觀察或記錄物證信息光。雖然短波激光激發熒光能力強,但波長特別短的激光(如紫外激光)會同時激發到物證所在客體,發出熒光,這種熒光對于物證信息光來說也是一種雜訊,當這種光特別強的時候甚至會淹沒物證本身發出的信息光。所以這也就是為什么在選擇激光波長時不會選擇到紫外激光的原因。而多選擇450nm、532nm的激光,在某種特定情況也會選擇405nm的激光(如隱血跡的搜索,在隱血跡的搜索時,405nm可以達到功率為其6-8450nm激光的效果,一般情況下,1W405nm激光在附件輔助支持下即可觀測到7層白漆掩蓋的隱血跡)。532nm激光波長雖長,但其為多數氨基酸、維生素與蛋白質的吸收峰,所以對潛指印的搜索效果更為良好,圖2是潛指印區與被激光照射后記錄到的指印信息。

2

450nm藍光是各種生物酸、組織液、細胞組織的吸收峰,更適合生物檢材方面的搜索,如骨骼、毛發纖維、尿跡精斑及隱血跡。如圖3是尿跡的對比

在實際現場使用中,由于532nm綠光針對指印優化,并適合熒光強的客體表面;而450nm藍光針對生物檢材優化,并更適合熒光弱的客體表面。分別用兩種模式的光搜索不僅增加了工作量,也延長了案件偵破寶貴的時間。文中選擇的這款激光物證顯現儀帶有一種稱為CSS的工作模式,即兩個波長同時同軸輸出,這種技術為我國激光刑偵領域的自主技術,這種模式對設備的供電、電控、溫控要求都比較苛刻。目前美國的設備只能分時同軸輸出,而英國的設備只能同時分軸輸出。分時同軸輸出如前文所說,降低了工作效率;而同時分軸輸出,藍綠激光又很難保證同步照射,同樣給工作帶來很大不便。文中選用的設備CSS模式為同步同軸輸出,可單人快速完成搜索任務。

在做物證勘察時,有三個方面的參數是最需要關注的,第一是激光功率、第二是照射區的均勻性、第三是濾波器的性能。

激光的功率高保證了激發能力強,經過試驗,為了保證搜索效果及搜索效率,450nm藍光功率最好能達到8W以上,最低也應在6W的光能量,而532nm綠激光最好能達到5W以上,最低也要在2~3W。市面有些產品雖然體積小巧、價格便宜,但其輸出光能并達不到物證搜索的需要。并且在物證搜索中,我們關心的是最終的光能功率,有些產品在傳導時光能利用率低,即便激光本身功率強勁,但是經過傳導系統之后光衰減極其嚴重,12W的激光只有8W左右的終端輸出能力,有些甚至會損耗35%以上,這樣不僅會帶來巨大的能耗,也會減少工作續航時長。

照射區的光斑均勻性,由于激光屬于高斯形態的能量分布,即中間能量強,四周能量弱,這樣在照射時會產生圖像中見亮四周暗的情況,而我們的鏡頭本身設計也是中央區域光通性強,四周光通性差(即鏡頭的暗角),如果這樣只會得到中央過曝,而四周欠曝的圖片。如圖4所示。

4:高斯能量分布對比勻場照明的效果

所以選用的設備需要光斑勻化度非常好的,這樣就需要設備有很好的勻光能力,如圖5所示

5:高斯分布能量變換為勻化光束

關于濾波器的性能,濾波器是激光物證顯現系統中一個不可忽視的環節。文中選用的設備濾波性能達到了OD7,即千萬分之一的透過率,而市面多數濾波器均為OD4,即萬分之一的透過率。由于濾波器的作用是截止激光、通過物證信息光,所以濾波器的OD值也就決定了系統的信噪比,因為激光對于物證信息光來說是一種雜訊,所以要盡可能的過濾掉。過濾掉的激光越多,通過的物證信息光越多,系統的信噪比就越高。所以采用了OD7濾波器的系統信噪比就達到采用OD4系統的千倍級。如圖6。此外,長時間的觀看藍激光對人眼是有傷害性的,即所謂的“藍光損傷”。藍激光被截止的越多,長時間對人眼的累計傷害就越輕。一般的藍激光都是10W量級,OD4系統透過的激光大約為1毫瓦,依然超過國家激光標準對人眼的安全限度。而對于OD7系統,透過的激光僅為1微瓦(0.0001毫瓦),能量還不足智能手機的光照射能量,足以在人眼安全范圍內。

6,OD7OD4系統的對比


注:本文版權歸長春光吉科技有限責任公司所有,文中涉及照片均為現場拍攝,如有需要無水印版的客戶可來電索取。

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