趙雅彬， 郭 威， 羅亞平

(中國人民公安大學(xué)刑事技術(shù)學(xué)院，北京 100038)

0 引言

光源設(shè)備在犯罪現(xiàn)場潛在痕跡物證的搜索、物證檢驗鑒定及刑事照相等方面發(fā)揮著巨大作用，不但能夠有效地提高現(xiàn)場痕跡物證的提取率和利用率，也為案件的偵破提供了更加可靠的技術(shù)手段和準(zhǔn)確的證據(jù)信息。

1 光源設(shè)備在刑事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 犯罪現(xiàn)場潛在痕跡物證的顯現(xiàn)

犯罪現(xiàn)場作為承載犯罪事實的場所和地點，蘊含了大量的犯罪信息和證據(jù)，犯罪現(xiàn)場勘查質(zhì)量的高低、現(xiàn)場潛在痕跡物證提取完整與否是案件能否順利偵破的關(guān)鍵。利用特定的光源設(shè)備能夠有效激發(fā)犯罪現(xiàn)場遺留指紋、足跡、血跡以及纖維等微量物證的固有熒光，使不同痕跡物證在特定波長光照射下發(fā)生響應(yīng)，便于現(xiàn)場痕跡物證的發(fā)現(xiàn)與搜索，極大程度提高了現(xiàn)場潛在痕跡物證的顯現(xiàn)能力和采集率。

1.2 物證檢驗鑒定中的應(yīng)用

利用光學(xué)檢驗靈敏度高、不損害檢材的特點，目前刑事技術(shù)光源設(shè)備在物證檢驗鑒定中的用途已經(jīng)從指紋檢驗、文件檢驗、紡織品檢驗擴展到體液檢驗、彈藥殘留物檢驗等領(lǐng)域。

1.3 刑事照相方面的應(yīng)用

光源也是刑事照相設(shè)備的重要組成部分，良好的物證照相光源對于解決潛在及疑難客體上遺留痕跡物證的提取和保存也具有非常重要的價值，從可見光的配光照相、分色照相、偏振光照相，到特殊照相的紅外反射、紫外反射、紅外熒光、紫外熒光照相，都可以利用不同的光源得到良好的檢驗拍照效果。

2 國內(nèi)外現(xiàn)有刑偵光源設(shè)備的特點及其發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進步，刑事技術(shù)光源設(shè)備也得到了長足的發(fā)展。目前國內(nèi)外警察系統(tǒng)用于刑偵領(lǐng)域的光源設(shè)備主要有鹵素?zé)艋螂療?全光譜光源)加濾光片、單光譜或多光譜集成激光器，LED單色光源以及紫外等一些特種光光源，其中多波段光源因其應(yīng)用范圍廣，實用性強等特點，已成為刑偵和司法鑒定部門的必備器材，在我國多波段光源被列入公安部裝備標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 國內(nèi)外現(xiàn)有刑偵光源設(shè)備的特點及存在的問題

對于刑偵專用的多波段光源一般要符合光譜波段窄、光強度高、光純度高、輸出能量均勻、便攜性好等要求，但目前國內(nèi)外生產(chǎn)的多波段光源往往存在單色性差、光純度低，穩(wěn)定性差，單位面積的光能量較低等缺點，無法解決日常辦案工作的需求，主要問題為:第一，目前常見的多波段光源多由大功率氙燈加濾色片構(gòu)成，其輸出波段跨度較大，主要利用的可見光部分只占光源總輸出能量的35%，有效利用率很低，其中鹵素?zé)魡尾ǘ喂庠茨芰坷寐什蛔?%;另外氙燈光源前的激發(fā)濾色片受到光源高熱量的連續(xù)輻射易老化，使得對輸出光的截止準(zhǔn)確性降低，造成實際輸出光的波段與標(biāo)稱值不符，會對物證的發(fā)現(xiàn)和檢驗造成誤檢、漏檢的嚴重后果;第二，在高強度光源工作模式下，觀察熒光的觀察眼罩也會被激發(fā)出熒光，造成觀察物證的熒光效果差;第三，由于光的強度不足，對于表面不平整的檢材無法消除凹凸表面的干擾。同時，由于市售的多波段光源光純度低，用熒光顯現(xiàn)的檢材產(chǎn)生的熒光強度低，手印的亮度與背景的反差小，嚴重影響后續(xù)的手印拍照提取。

激光光源也是刑事技術(shù)領(lǐng)域較為常見的一種光源設(shè)備，早在1976 年，Dalrymple［12］等人就成功利用氬離子激光器顯現(xiàn)了紙張上的潛在手印，此后越來越多的刑事技術(shù)人員開始接受這種高純度的光源，也取得了很好的實驗效果，但是全固態(tài)多波段激光器雖具有功率高的優(yōu)點，但其體積質(zhì)量大、便攜性差、光源壽命短、造價高、保養(yǎng)維修困難等因素也都成為制約其在物證搜索、刑偵檢測等領(lǐng)域，特別是現(xiàn)場勘察階段應(yīng)用和發(fā)展的重要弊端。此外，激光光源超高的能量還極易造成設(shè)備發(fā)熱，破壞檢材，且有可能對生物物證造成破壞，影響后續(xù)DNA測試的效果，過大的激光強度也可能對技術(shù)人員的眼睛帶來不可逆轉(zhuǎn)的傷害。

以LED為核心的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品具有發(fā)光效率高、節(jié)能、壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)點，近年來，英國Foster＆Freeman等公司分別開發(fā)出基于LED光源的系列物證發(fā)現(xiàn)儀，不過此類產(chǎn)品多為單色系，且主要采用商用分立LED封裝體集成的方式，缺乏面向刑偵用途的針對性設(shè)計，在波長、光學(xué)設(shè)計、界面等方面存在很大局限性，若要做到全波段還必須攜帶多種光源，這樣既增加了生產(chǎn)成本又影響了儀器的便攜性，限制了其推廣應(yīng)用，但對多波段集成的LED物證發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品國外也還未報道，因此總體來說用于刑偵檢測領(lǐng)域的專用LED光源產(chǎn)品數(shù)量并不多。

2.2 刑事技術(shù)光源設(shè)備的發(fā)展趨勢

新刑訴法的頒布對公安機關(guān)刑事技術(shù)人員現(xiàn)場勘查規(guī)范化和科學(xué)性的要求更加嚴格，高質(zhì)量的現(xiàn)場勘查標(biāo)準(zhǔn)及檢驗設(shè)備的更新對光源的性能也提出了更高的要求，因此現(xiàn)有刑事技術(shù)光源設(shè)備存在的準(zhǔn)確性低、體積大、實用性不強等問題也突顯出來，成為制約刑事技術(shù)發(fā)展的重要問題。

要解決這一難題首先必須提高檢驗設(shè)備的實用性和準(zhǔn)確性，這將是設(shè)備發(fā)展的主要方向;其次，在基層工作中設(shè)備小型化、多功能集成化能夠在保證勘察質(zhì)量和效率的同時減小技術(shù)人員的勞動強度;再者操作簡便、應(yīng)用廣泛的普及推廣型設(shè)備將是今后發(fā)展的趨勢。目前，現(xiàn)有的光源設(shè)備不足以滿足當(dāng)前高質(zhì)量的現(xiàn)場勘查和檢驗鑒定技術(shù)的需求，因此對技術(shù)手段和裝置性能不斷的改善和增強，開發(fā)節(jié)能、高效的新型光源設(shè)備對于提高基層刑事技術(shù)部門現(xiàn)場勘查、檢驗鑒定物證的能力和水平將有很大的作用。

3 新型LED光源技術(shù)在刑事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 LED光源的光學(xué)性能及其發(fā)展?fàn)顩r

LED(Light-Emitting Diode)又稱發(fā)光二極管，這種半導(dǎo)體電子元件早期使用GaAsP材料，只能發(fā)出低亮度的紅光，之后逐步完善出現(xiàn)綠色、藍色等其他單色光以及利用三原色開發(fā)出自然實用的白光光源，在人類近代發(fā)明史上意義深遠，據(jù)此，2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予了對開發(fā)藍光LED光源做出突出貢獻的中村修二等人。時至今日，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，利用LED作為基底材料發(fā)出的光已涵蓋可見光、紅外及紫外波段，光照強度也得到很大提高，其用途也由最初的顯示照明擴展到了醫(yī)療、農(nóng)業(yè)［3］等一些特殊領(lǐng)域的功能性光源中。近年來，LED作為一種新型的光源技術(shù)在刑偵光源設(shè)備中也開始嶄露頭角［4］，基于此項技術(shù)設(shè)計出的光源設(shè)備不但體積小、重量輕、輸出光的單色性好、操作非常便捷，更重要的是其具有超長的工作時間，非常適合基層刑偵工作的需求，極具推廣價值和應(yīng)用前景。

3.2 LED光譜調(diào)制光源技術(shù)的光譜特性

常見的照明用LED基于產(chǎn)生白光的基本色度理論，其弱點在于能表現(xiàn)的顏色覆蓋范圍不全，同時在需要特定光譜甚至需要多種光譜變換的環(huán)境中，常規(guī)的LED光源難以勝任。我們希望用于刑事技術(shù)領(lǐng)域的光源及設(shè)備能夠使人凸現(xiàn)特定的材料對光色的響應(yīng)。采用光譜調(diào)制光源進行現(xiàn)場照明，使用純物理的方法對目標(biāo)進行全光譜采集，并通過適當(dāng)?shù)姆绞皆佻F(xiàn)所采集到的光譜信息，這種方法理論上可以實現(xiàn)完美的現(xiàn)場記錄保存和再現(xiàn)，并最終實現(xiàn)現(xiàn)場圖像信息的完整性。該技術(shù)方案的研究未來可能能夠在刑事科學(xué)技術(shù)研究實踐中建立起一套完整的技術(shù)工具。

分光譜采集方面由于高選通性的可見光窄帶濾波片的存在，已經(jīng)可以獲得光譜分辨精度較高的圖像數(shù)據(jù)，可見光范圍內(nèi)可以按照不同的波長間隔獲取圖像數(shù)據(jù)。但是在光源光譜的調(diào)制方面受限于基礎(chǔ)光譜的缺乏，實驗研究還比較少，目前LED技術(shù)覆蓋的波長范圍如圖1所示，在黃綠光附近的LED發(fā)光效率比較低，而且可選種類不夠完整。

圖1 NIST可調(diào)光譜光源選用的多種LED光譜形狀

3.3 新型LED光源在刑事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用及優(yōu)勢對比

目前傳統(tǒng)的刑事技術(shù)光源需要配備龐大的電源系統(tǒng)、光源系統(tǒng)(鹵素?zé)簟晒鉄?、高壓鈉燈或氙燈)、濾光系統(tǒng)(濾光鏡頭濾光片)等，因此此類光源設(shè)備都普遍具有無法滿足光的選擇性需求、補光效率低、壽命短、發(fā)熱量大、耗電成本高、維護費用高等缺點，給基層辦案人員造成了極大的困擾，而作為一種新型的刑事技術(shù)光源，與傳統(tǒng)光源相比，LED光源具有其無法比擬的優(yōu)點:

(1)光譜窄，光源能量利用率可超過36%;無需濾光系統(tǒng)，只需針對不同條件選擇不同波長的LED光源任意組合，光譜可覆蓋紅、黃、綠、藍、紫和紫外范圍，可實現(xiàn)光強、光質(zhì)、光周期可調(diào);

(2)光電轉(zhuǎn)換效率高，冷卻負荷低，省電、節(jié)能、環(huán)保;

(3)作為冷光源，可近距離照射，提高了空間利用率;

(4)以LED作為現(xiàn)場勘查光源，還具有免維護、長壽命的優(yōu)點，壽命超過50 000小時，使用時無需預(yù)熱，即開即用;

(5)采用超大功率LED發(fā)光二極管陣列制造技術(shù)，還可實現(xiàn)十至百瓦量級強度可調(diào)光源模組，更有效地激發(fā)微弱熒光，同時通過基礎(chǔ)材料、芯片設(shè)計結(jié)合封裝技術(shù)，可實現(xiàn)更高的光純度，提高物證發(fā)現(xiàn)率和區(qū)分能力。新型封裝和熱管理技術(shù)的引入，不僅能提供單一光源多光譜的集成應(yīng)用，同時通過光路設(shè)計實現(xiàn)光斑形狀與強度分布的優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合超大輸出功率，實現(xiàn)現(xiàn)場快速搜索;

(6)LED光源避免了易碎的電源系統(tǒng)、光源系統(tǒng)、濾光系統(tǒng)帶來的潛在危險，對環(huán)境溫度適應(yīng)性更廣，重量與體積也大大減輕和縮小，其攜帶方便、耐震動等優(yōu)點更適合長時間戶外現(xiàn)場勘察的實際需求。全新的技術(shù)方案可使LED光源系統(tǒng)擁有更高集成度、更低成本和極高安全性的特點，也更有利于光源結(jié)構(gòu)的設(shè)計，同時可最大限度保留物證的DNA等生物信息，而且在價格、可操作性等方面具有明顯優(yōu)勢。

4 結(jié)語

雖然新型LED光源在刑事技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的可行性與實用性已經(jīng)得到證實，但是由于系統(tǒng)性開發(fā)還不完善，需要進一步系統(tǒng)的研究和應(yīng)用推廣。當(dāng)前我國以刑事技術(shù)科技化和現(xiàn)代化為核心的技術(shù)革新正在興起，預(yù)計在不久的將來，隨著半導(dǎo)體光源性能的不斷完善，以LED為核心的刑事光源技術(shù)必將在刑偵領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，這一技術(shù)的解決不但能夠有效地彌補現(xiàn)有刑事技術(shù)設(shè)備的不足，豐富和完善刑事技術(shù)光源在實際勘查中的運用，也為偵查破案提供了強有力的技術(shù)支持，為我國刑事偵查新技術(shù)的發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)并提供新的平臺。

［1］ Creer K C.Operational experience in the detection and photography of latent fingerprint by Argon ion laser［J］.Forensic Sci Int，1983，23(2-3):149-160.

［2］ 楊其長.LED在農(nóng)業(yè)與生物產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用與前景展望［J］.中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2008，10(6):42-47.

［3］ 蔡能斌，徐峰，張繼云.LED多波段光源顯現(xiàn)人民幣上潛指印的研究［J］.中國司法鑒定，2013(2):59-61.