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1、多波段光源应用导语：近年来，多波段光源因其适用范围大、应用效果好等优点在全国各地得到很大的推广，在一些发达地区已经普及。但由于多波段光源是一种相对的高科技产品，前几年在国内还没有生产厂家和成型的理论研究及应用，人们购买多波段光源时不了解衡量多波段光源性能的具体指标，在使用时也只是看简单的说明书及少量的实验，在摸索中掌握其使用，一些单位也对多波段光源的应用想象得太好，有些单位在购买多波段光源后只是作为一种普通的光源使用，也对当前新的刑事技术发展了解得不够。在这里，笔者试图从多波段光源的结构，性能及其应用等方面作一个系统的阐述，以期能为还未够买多波段光源的单位提供购买指导，为已经购买多波段光源的单
2、位提供多波段光源的应用理论体系，以期大家在多波段光源的应用方面有科学的方法和手段，总结经验，为刑事技术的发展作出一定的贡献。也作一个抛砖引玉的作用，以期有关专家能多在网上在多波段光源及其它刑事技术应用手段多进行交流。一、多波段光源的定义、组成和来源1、多波段光源的定义：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。2、多波段光源的特征：（1） 、多波段光源是一种激光器是它成为多波段光源的前提。（2） 、在紫外和可见光、红外光谱区范围内有多个输出的波段。顾名思义， “多波段”就必须有多个波段的光输出，我个人理解多波段到少要有五六个以上才能称得上多波段。（3） 、单
3、色光输出有足够高的光强度。多波段光源的发光灯光的功率一般都在一百瓦以上，但由于在使用时选择一个波段时将其余波段的光都滤掉了，照射到检材上的光的功率就很有限，作为一种激发光源，没有足够强的光强激发出的荧光（及磷光）并不能有效的发挥作用。（4） 、单色光中杂散光的相对含量足够低。如果杂散光太强，就会将激发出的荧光掩盖，不能发挥其作用。（5） 、单色光有适当的光谱频率宽度。如果光谱频率不合适的话，其作用也会因不合适的光的影响而受影响。（6） 、方便携带，适合在犯罪现场使用。3、多波段光源的基本结构组成。多波段光源的组成大同小异，基本由以下几个系统组成。（1） 、灯源。灯源是多波段光源的最重要的部件之
4、一。现在的多波段光源的灯源主要有氙光灯和碘光灯，功率一般为 100W到 300W 之间，个别的有 500W 的。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 300W 的，手持式的 100W 的居多。（2） 、滤光系统系统。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的最重要的，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
5、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，好的滤光片价格较高，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。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。对于台式多波段光源来说是很重要的系统。多波段光源最重要的指标之一输出光强度与输出系统关系非常大。输出系统最主要的部份是光纤，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光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
6、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。（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，一个光强度调节旋钮，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单位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。
7、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
8、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，在将一些条件不好的图像摄入电脑后直接录入指纹自动识别系统。但是这在购买这些系统时要慎重考虑，尤其是对于一些基层单位，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，如果一定要购买的话，不妨先考虑国产软件或者自己配置一些软硬件更为实在。4、多波段光源的工作原理。（1） 、多波段光源的宏观使用原理：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。所谓激发光源，是指用这种光源去照射一些物质（如手印物质）时，物体内部的原子的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
9、磷光（包括紫外线和红外线，但常用的激发出的光都是可见光） ，用滤色镜将激发光、杂散光滤去后所看到的就是与背景有一定反差的发出荧光（和磷光）物质（如手印纹线） 。（2） 、荧光的产生的微观理论原理。物质是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，电子在一系列有一定大小、形状和方向的轨道上围绕着原子核运动，电子围绕原子核运动有一定的能量，通常电子总是在能量最低的轨道上运动，处于能量轨道最低的形态称为基态，基态能级以上的各个高的能级称为激发态，处于基态的电子由于受到外界的激励，如受到别的电子或原子的碰撞，接受到特定的光子就获得一定的能量，而使电子跃迁到较高的能级（激发态）上，处于激发态的电子是不
10、稳定的，总是要回跃到能量较低的基态上，在回跃的过程中会将近接受到的能量以光子的形式释放出来，此时的光了的频率为波长=光速*普朗克恒量/（激发态能量-基态能量）物质在接受一定波长的光子照射后被激发到激发太，然后通过释放另一特定波长的光子而回跃到能量较低的激发态现象称为光致发光现象。通常释放的光子寿命小于 0.000001 秒，称为荧光，寿命在0.0001-0.1 秒之间的称为磷光，在手印显现中无明确的区分，而统称为荧光。5、多波段光源的来源及发展自从指纹被发现有其人各不同及其触物留痕等特点以来，指纹在刑事侦察中的证据作用始终是最强的，从理论上讲指纹具有触物留痕的特点，但将遗留在现场的指纹提取始终
11、是最基本的工作。在指纹提取技术上，共经历过几次革命，本人认为发明粉末刷显法、502 熏显法及茚三酮等化学方法显现指印是三次指纹显现技术革命，但自从八十年代中期发明 502 熏显法以来指纹显现技术便没有大的进步，长期以来都只是作一些简单的改动。1976 年，在美国密执安州加拿大安大略省鉴定技术年会上，美国得克萨斯州理工技术大学物理系教授门哲尔博士，宣读了J.M.DUFF 等人的合作成果显现手印因有荧光的激光检测一文，该文指出，手印中有些物质在受到激光照射后能发出荧光，从此激光开始应用于手印显现。在其后的日子里，人们又发现，用一些物理化学方法（如荧光粉、染色等方法）处理手印后再用激光照射手印纹线能
12、发出更强的荧光，激光的使用又更进一步。最早用于指纹显现的激光器并不是专为刑事技术工作而制造的激光器，而是人们用于进行科学研究等使用的大型激光器，主要是氩离子激光器。这些激光器发出的光强较强，可达 4 瓦左右，显现效果较好。但大型激光器仪器非常笨重(整个装置要占几十平方米的专用房间)、耗量量大(可能需要达几十千瓦)、需要用水制冷、谱线相对较少（主要是 488NM 的兰光和514.5NM 的绿光）等缺点，不适宜大范围推广，应用面也不是很广。我国主要在一些公安部，一些省厅和一些科研单位（如公安部二所、广东省公安厅、中国刑警学院）等单位使用，作用较小。进入九十年代，随着现代科技的发展，一些专业制造激光
13、的外国厂家已经能制造小型的激光器，在将光源功率缩小的情况下采用风冷技术已经能制造体积较小的小型激光器、在采用滤光片的截止一些波段的光的方法下解决了光谱线少的问题，使用氙光灯或碘光灯解决了光的纯度等问题，使小型多波段激光器在刑事技术应用中成为现实。在近几年，澳大利产的POLOLIGHT 和美国产的 CS-16 在一些级别较高的单位和发达地区得到迅速的推广普及，国内一些厂家在学习外国器材的先进经验后也生产出自己的产品，激光器（多波段光源）用于刑事技术中成为一种非常有用的手段，人们也越来越接受多波段光源，并在使用的过程中摸索出很多有用的经验。二、多波段光源的主要性能参数多波段光源并不是能发出不同的颜
14、色的光的器材就叫多波段光源的，要使其发挥出作用，激发出较强的荧光，有一些严格的要求。在了解了前面多波段光源的原理和组成后，再看多波段光源的性能指标，对于确定多波段光源的质量和购买多波段光源时作出一个准确的判断是很有好处的。多波段光源的主要性能包括如下五方面：光的输出强度、光的输出强度、波段宽度、波段数目和分布、其它方面。下面具体讨论这五个性能。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的强度，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，激发物质必光能力就越强，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
15、，激发荧光处理痕迹（如激发经荧光处理的指纹）需要 10MW（毫瓦）以上功率的光。在其它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也越大，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，具体来说，在其它方面相同的话，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，能过波长的光吸收得越少，截止波长的光吸收得越多，光的输出强度就越大。（3） 、光纤的材质：如果采用玻璃光纤，如果长约为一米五的话，出口处输出的光强度约为入口
16、处输入的光强度的 30%左右，如果采用液导光纤，长约为一米五的话，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等与光的强度与越高，如果结构合理、封闭性好的话，漏出的光就少，用输入到光纤中的光也越多，输出的光也就越多。2、单色性：单色性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。在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过，但现实中总不能做到绝对化，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滤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，表明滤色镜的质量就越差，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。激发光中杂散光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性能就越好。对于光源的单色性，到少要求达到这样的指标
