热敏-激光摄影法在指印显现中的应用.pdf

信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期热敏-激光摄影法在指印显现中的应用卢兆一,代雪晶(通信作者)(中国刑事警察学院 辽宁 沈阳 110000)【摘摘要要】以复印纸和面巾纸上的汗液指印为研究对象,以加热导致汗液成分碳化和光致发光技术为理论基础,使用操作简单的家用电烤箱作为加热装置,研究显现复印纸和面巾纸表面汗液指印加热碳化的最佳温度和加热时间。研究结果表明,运用热敏-激光摄影法提取复印纸表面汗液指印时,汗液指印中被碳化的物质吸收蓝色激光而发出强烈的荧光,形成明显反差;运用热敏-激光摄影法提取面巾纸上汗液指印时,随着加热温度的升高,荧光反应逐渐增强,指印纹线发出淡蓝色荧光,选用 490 nm 干涉滤光镜观察,荧光反应最明显,指印纹线清晰可见。【关关键键词词】热热敏敏-激激光光摄摄影影;纸纸张张表表面面;指指印印显显现现【中中图图分分类类号号】TQ571 【文文献献标标识识码码】A 【文文章章编编号号】1009-5624(2023)07-0031-030 引言在一般的犯罪现场勘查中,技术人员着重寻找并提取可与作案人进行直接身份比对的物证,比如指纹、血迹、脱落毛发、人体分泌物等。随着科技的发展,多种技术手段的运用虽然大大提高了现场物证提取的效率,但是犯罪现场的复杂性和作案人犯罪手段的多样性还是给现场勘查工作带来了许多困难,比如渗透性或半渗透性承痕体上的汗液指纹因为肉眼无法直接观察到,所以可能会遗漏提取。疑难物证的提取瓶颈大多是承痕体隐藏了痕迹,后期无法用常规手段显现和提取。比如对于现场纸张上汗液指纹的提取,粉末刷显可能破坏痕迹的原始形态,无法做到重复检验。本文运用热敏-激光摄影法拍摄物证,以光致发光为理论基础,对痕迹物质进行加热,可以使痕迹物质达到发出最强荧光的水平,通过滤色片过滤杂光后进行拍摄,记录痕迹物质与承痕体的亮度差。总之,在常规方法无法提取足够清晰的物证时,运用热敏-激光摄影法拍摄物证可以在温度、激发光光源种类以及加热时间方面,寻找最利于物证拍摄的技术参数组合。在物证检验摄影中,光学无损检验技术可为后期对承痕体、痕迹物质的提取检验留下充分条件。对于现场无法清晰拍摄的痕迹物证,可以在提取后进行二次处理,保证无损痕迹物质的情况下运用热处理和光致发光技术,往往能取得较为理想的效果。由于提取的物证往往较为隐蔽且直接关联到作案人,作案人可能无法觉察此项证据的存在,所以在案件侦查和起诉中,会取得定案的关键作用,使得以审判为中心的侦查活动取得良好效果。1 使用热敏-激光摄影法显现复印纸与面巾纸上汗液指印的技术原理1.1 光致发光的基本原理发光是物质内部向外辐射光子的过程,是物质释放能量的一种形式。光致发光是物体受到光的照射,在其内部产生激发态,根据能量最低原理(电子有优先占据能量低能级原子轨道的趋势,以使整个体系能量降到最低,电子处于最低轨道是原子的基态),激发态的物质通过释放能量来保持稳定性,此时,激发态的物质向外发射光子。使物质达到激发态的光称为激发光,物质受到激发光照射进而向外辐射的光称为荧光。光致发光基本上遵循 Stokes定律,即荧光的波长永远长于激发光的波长,激发光的能量永远大于荧光的能量。1.2 热致荧光摄影的相关原理汗液中含有水、无机盐、氨基酸等多种物质,其中部分氨基酸被加热或冷却后会产生很稳定的荧光反应效果,其余成分在加热后不会产生荧光物质,也不会对氨基酸被加热发出的荧光产生影响。通过过滤激发光、接收记录荧光的亮度分布可以达到提取痕迹物证的目的。2 热敏-激光摄影法在显现复印纸与面巾纸上汗液指印的应用研究 2.1 显现复印纸上汗液指印的概述复印纸在生活中的大量使用,为其成为痕迹物证的载体提供了条件。在实际案件中,复印纸上可能提取到指印、微量的 DNA 生物检材、可供鉴定的笔迹等痕迹物证。由于汗液指纹一般无色,在复印纸上无法用肉眼直接观察,从而极易导致一些有鉴定价值的指纹未被发现,丢失重要的痕迹物证。为了有效地解决民事纠纷、推动刑事案件的侦破,提取复印纸上的汗液指纹成为物证摄影中的一项重要内容。传统的提取复印纸上汗液指印的方法包括茚三酮、DFO 法等1,这些方法在实际工作中发挥了重要作用,但也存在一定的缺陷,比如有些化学试剂可能对人产生毒害作用,毒害作用的缓慢积累会对人的健康造成不可逆转的影响。因此,寻找一种高效便捷、操作简单、无毒无害的复印纸上汗液指纹的提取方法成为刑事科学技术领域的迫切需求。随着科学技术发展和相关研究的深入,特别是纸张成分热敏特性研究的深入,比如 20 世纪有人发现过火复印纸上的指印有较好的显现效果,为人们采用加热法显现复印纸的指印提供了新思路。2.2 显现面巾纸上汗液指印的概述面巾纸作为人们日常生活中的常见用纸,也常出现在犯罪现场。根据人们的生活习惯,现场遗弃的面巾纸通常13信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期经过手指的直接接触2,所以,现场遗留的面巾纸有很好的痕迹物证提取价值。但是由于面巾纸对汗液的吸收作用,肉眼无法直接分辨指印存在与否,而因为面巾纸柔软易变形,物证摄影对于提取现场遗留的面巾纸上的汗液指印不能取得明显效果。在实际案件中,面巾纸上汗液指纹的提取通常采用化学方法显现或者直接拍摄,但对于对拍摄细节要求很高的指印同一认定来说,这些方法都未取得良好效果,导致一些重要的潜在痕迹丢失。近年来,随着刑事科学技术的发展,根据汗液指印与承痕体的热敏特性,通过激光照射下的光致发光反应提取相关痕迹物证成为一个比较理想的检验方法3。2.3 实验设备显现复印纸上汗液指印所需设备:佳能 60 D 相机机身、佳能 1887 nm 镜头、翻拍架、多波段光源、美的牌电烤箱、镊子、足量 A4 复印纸、清风牌面巾纸、橡胶手套秒表、多波段 LED 光源、各类型波长的滤光镜。2.4 检材制作将 A4 复印纸用剪刀裁剪成合适大小,在准备捺印指印的一面做好标记。捺印者捺印手印之前无需特别处理,静候 5 min 后即可在纸上中心区域捺印指印,10 个手指可以分别捺印 10 张检材,捺印时保持各个检材捺印力量基本一致。将各检材编为 121 号,根据编号对应不同的加热温度/加热时间组合。面巾纸检材做同样处理。为避免制作检材过程中其他指印的干扰,捺印前后应戴上橡胶手套操作4。2.5 实验方法(1)调整相机的拍摄模式。首先调整相机镜头与拍摄对象的距离,距载物台大约 40 cm。再根据现场环境设置相机自定义白平衡,手动对焦,相机焦距确定为 50 mm。然后将相机设置成屏幕取景模式。由于拍摄对象为指纹,最大限度地记录其亮度差即可,故而在相机拍摄风格菜单中将相机设置为单色模式。最后为了清晰地记录指纹纹线,避免手按快门时机身抖动对拍摄效果造成影响,将相机设置为间隔时间为 2 s 的自拍模式。(2)预热电烤箱。接通电烤箱电源,将电烤箱温度设置为 100,时间设置为 10 min。由于电烤箱内有传感器,内部温度达到设置温度时,电烤箱会自动停止加热,温度低于设置温度时会重新启动加热。所以,当观察到电烤箱停止加热后又启动加热,反复两次,可以认为烤箱内温度达到实验要求温度,预热步骤完成。(3)加热实验检材。加热起步温度设置为 100。用镊子夹取 1 号实验检材,使提前捺印好指印的一面朝上,迅速放在电烤箱的烤架上,关闭烤箱门,秒表烤箱同时启动,加热 1 min 时关闭烤箱,打开烤箱门,用镊子将检材从电烤箱内取出,复印纸检材加热步骤完成。面巾纸检材须在加热 5 s 后立即关闭烤箱停止加热。(4)提取检材上的痕迹物证。拍摄复印纸检材上的指印时,首先用相机拍摄检材原貌,然后在暗环境下选用蓝色和绿色激光照射复印纸检材上的指印区域,在镜头前加绿色和橙色滤光镜拍摄。拍摄面巾纸检材上的指印时,使用 395 nm 紫色 LED 光源照射检材的指印区域,将相机调至单色模式,在镜头前加 490 nm 干涉滤光镜拍摄记录指纹痕迹5。(5)复印纸实验设计三个加热时间:1 min、3 min、5min,面巾纸实验的加热时间分别为 5 s、10 s、15 s,七个加热温度:100、120、140、160、180、200、220。每种检材有 21 个加热时间/加热温度组合。2.6 实验结果与讨论(1)复印纸上汗液指印的最佳加热温度/时间组合复印纸实验检材在经过 160 /min 的加热操作后,肉眼无法观察到明显的指印碳化痕迹。在蓝色激光照射下,使用相机单色模式在镜头前加绿色滤光镜可拍摄到明亮的荧光,如图 1 所示;在绿色激光照射下,使用相机单色模式在镜头前加橙色滤光镜可拍摄到明亮的荧光,如图 2所示。蓝色激光绿色滤光镜组合拍摄效果较好,表 1 为在蓝色激光照射下 21 组复印纸检材上汗液指印的显现结果。图 1 蓝色激光拍摄结果图 2 绿色激光拍摄结果将电烤箱作为热源对实验检材进行加热,会导致汗液指印碳化,碳化的汗液指印强烈吸收蓝色光会发出强烈荧光,在加热温度/加热时间组合为 180 /3 min 的情况下,指印显现效果最好。23信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期表 1 热敏-激光摄影法实验结果(复印纸)温度/时间/min135100-120+-140+160+180+200+注:“-”:表示无碳化手印显出;“+”表示显出的手印有碳化现象,但仅有手印轮廓,手印纹线不清晰;“+”表示手印碳化,且有部分纹线显出,但反差不够强;“+”表示显出的指印清晰、间断较少,反差好;“+”表示显出的碳化手印纹线清晰、流畅,与背景的亮度差别大。(2)面巾纸上汗液指印的最佳加热温度/时间组合在运用热敏-激光摄影法拍摄面巾纸上汗液指印的过程中,用 LED 光源的 395 nm 紫光作为激发光照射指印,镜头前使用 490 nm 干涉滤光镜拍摄,指印发出较强的荧光,如图 3 所示。表 2 为在 395 nm 紫光照射下 21 组复印纸检材上汗液指印的显现结果。图 3 指印发出的荧光用电烤箱加热面巾纸上汗液指印,加热温度达到120,加热时间为 5 s 时可观察出荧光反应。在 120180的过程中,随着加热温度的升高,荧光反应逐渐增强,并且可以借助 395 nm 紫色 LED 光直接观察到整个过程的荧光反应。每个温度段的加热时间以 10 s 为宜。荧光反应最强烈的加热温度/加热时间组合为 180 /10 s,通过 490 nm滤光镜观察指印痕迹发出的荧光与背景反差最大。而当温度超过 180,接近 200 时,荧光反应有衰弱的趋势,并且随着温度的升高,荧光反应趋于消失,检材上的指印痕迹有碳化迹象,同时面巾纸本身也略微发黄,可见指印痕迹碳化温度与面巾纸碳化温度相近,不适合通过碳化痕迹来提取物证。表 2 热敏-激光摄影法实验结果(面巾纸)温度/时间/s51015100-120+-140+160+180+200+220+注:“-”:表示无荧光显出;“+”表示显出的手印有荧光反应,但仅有指印轮廓,指印纹线不清晰;“+”表示指印有荧光,部分纹线显出,肉眼可见,但反差不够强;“+”表示显出的指印纹线清晰、连续、反差强烈;“+”表示显出的荧光纹线清晰、流畅,与背景反差大,具有较强的证据价值。3 结语综上所述,应用热敏-激光摄影法拍摄复印纸上汗液指印,在蓝色激光照射下,检材在经过 180 /3 min 的热处理后,指印中的有机物被碳化,且对蓝色激光强烈吸收而发出较强的荧光,镜头前加绿色滤光镜拍摄,获得较好的反差。拍摄面巾纸上汗液指印,加热温度/加热时间为180 /10 s,选用 LED 光源的 395 nm 紫光作为激发光,使用 490 nm 干涉滤光镜拍摄,荧光较强。实验中使用的加热方式为普通家用电烤箱直接加热,而对于对加热时间精确度要求较高的热敏-激光实验来说,加热时间以秒计算较难把握。此外,普通面巾纸的吸水性优良,汗液指印可能渗透到面巾纸内部,即使有荧光发出也很可能被面巾纸阻挡,加大了提取难度。【参考文献】1 李波,袁颖,李孝君,等.热致荧光成像技术显现卫生纸上汗潜手印研究J.警察技术,2016(5):50-52.2 齐宇颂,罗顿,彭颖.纸张上汗潜手印的光学显现研究J.广东公安科技,2013,21(2):48-51.3 樊攀,高树辉,杨飞黄.激光显现纸张上潜在指印实验研究J.中国人民公安大学学报(自然科 学 版),2014,20(2):20-22.4 李孝君,黄涪江,周飞,等.纸张上汗潜手印荧光热成像检验技术研究进展J.警察技术,2015(2):31-33.5 李红霞,钮洁青,陈敬蓉,等.荧光成像无损显现纸张潜指印研究J.激光与光电子学进展,2016,53(2):230-234.作者简介:卢兆一(1998),男,内蒙古呼和浩特,硕士,研究方向:公安图像技术。33