提出了基于NaYbF4∶Ho上转换发光粉末和SrAl2O4∶Eu, Dy长余辉发光粉末的潜在手印无背景显现技术, 旨在显著提高手印显现的信噪比, 并从光谱分析角度对显现信号和背景噪声进行定量评估。 首先, 采用溶剂热法和燃烧法分别制备了NaYbF4∶Ho上转换发光粉末和SrAl2O4∶Eu, Dy长余辉发光粉末。 然后, 对制备发光粉末的微观形貌、 晶体结构、 吸收光谱、 发光性质等进行表征。 经表征, NaYbF4∶Ho上转换发光粉末的微观形貌为纳米圆柱体, 晶体结构为六方晶系, 红外最大吸收波长为976 nm, 受980 nm红外光激发能产生539 nm绿色上转换发光; SrAl2O4∶Eu, Dy长余辉发光粉末的微观形貌为微米多面体, 晶体结构为单斜晶系, 紫外最大吸收波长为331 nm, 受365 nm紫外光激发能产生515 nm绿色长余辉发光。 最后, 将上转换发光粉末和长余辉发光粉末应用于荧光性客体表面的手印显现中, 分别通过上转换发光模式和长余辉发光模式对手印显现效果进行荧光增强, 实现了潜在手印的无背景显现。 本研究还借助视觉效果和光谱表征两种手段分别对手印显现的信噪比进行主观评价和客观分析。 手印显现结果表明, 两种荧光增强模式均能够消除掉客体背景荧光的干扰, 显现后的手印在暗场下发出了明亮的绿色可见光, 且手印与客体之间的颜色反差明显, 具有非常好的视觉效果。 光谱分析结果表明, 手印显现信号与客体背景噪声之间的强度差异显著, 能够达到较高的显现信噪比。 与基于传统荧光粉末的普通荧光模式相比, 上转换发光模式和长余辉发光模式具有高显现信噪比的突出优势。 该研究提出的基于上转换发光粉末和长余辉发光粉末的手印显现与荧光增强方法, 实现了潜在手印的无背景干扰显现, 扩大了稀土发光粉末的应用范围, 拓宽了手印显现方法研究的创新思路。

潜指纹是刑事侦查中重要的证据。为了研究基于紫外偏振成像技术的潜指纹无损检测,利用背照式sCMOS探测器,提出了紫外偏振成像方案。分析了紫外偏振成像的基本工作原理,设计了由双胶合透镜光学系统、异步旋转机械结构和自动调谐电子学系统构成的分时型紫外偏振成像探测系统,并通过实验验证了该系统的功能和性能。结果表明,利用该系统可以实现对潜指纹等弱特征目标的无损检测。相较于传统强度信息检测,该方法获取的偏振信息提高了目标与背景的对比度,凸显了目标的细节特征,为偏振成像探测应用于潜指纹无损检测提供了实验依据。

潜在指印的检测是物证检测中关键的一步。针对多种渗透性纸张上遗留的潜在指印,基于潜在指印残留物中有机物成分在紫外光激发下会产生荧光的特性,采用266 nm紫外激光器作为激发光源,通过二维激光扫描系统对潜在指印区域进行快速扫描,采用窄带滤光片滤除干扰光,以指印条纹对比度作为依据优化实验参数,采用剔除奇异亮点和提高对比度的方法复原指印荧光图像。通过对复印纸、书写纸、学生作业纸、便利贴和报纸这5种渗透性纸张上的汗指印和油指印进行检测,获得了汗指印和油指印的清晰图像。该方法可实现渗透性纸张上潜在指印的无损检测,在刑事侦查、痕迹检测等多个领域具有重要应用。

采用水热法和共沉淀法分别合成了纳米La2(MoO4)3∶Eu荧光材料和纳米Fe3O4磁性材料, 并利用透射电子显微镜、 X射线衍射仪、 荧光光谱仪表征纳米材料的形貌尺寸、 晶体结构、 荧光性能。 经表征, 纳米La2(MoO4)3∶Eu荧光材料的微观形貌为片状结构, 晶体结构为四方晶型, 其发射光谱中出现了Eu3+的特征发射峰; 纳米Fe3O4磁性材料的微观形貌为球形颗粒, 晶体结构为立方晶型, 并具有超顺磁性。 然后, 将以上两种纳米材料以一定比例混合均匀, 制备了具有超顺磁性的La2(MoO4)3∶Eu/Fe3O4纳米荧光粉末。 经表征, 该磁性纳米荧光粉末的微观形貌为片状结构与球形颗粒的混合, 其发射峰位置未发生变化, 而发光强度有所降低, 但仍能够满足指纹显现的需要。 最后, 将制备的纳米磁性荧光粉末用于显现不同类型客体表面的潜在指纹。 显现效果表明, 对于光滑客体表面的指纹, 使用磁性纳米荧光粉末与纳米荧光粉末的显现效果无明显差异; 对于粗糙客体表面的指纹, 使用磁性纳米荧光粉末能够清晰显现出指纹的细节特征, 其显现效果明显优于普通纳米荧光粉末, 并能够有效避免粉末扬尘现象。 本研究制备的纳米磁性荧光粉末是一种理想的指纹显现材料, 其指纹显现具有背景干扰低、 显现效果好、 适用范围广、 无粉末扬尘等优点, 在刑事案件现场具有广阔的应用前景。

作为一种无损检测方法，光学检验法是多种潜指纹检测方法中的首选。 在面对越来越复杂的应用场景时，传统光学检验法往往效果不佳。然而偏振 成像探测技术不仅能够获得目标的强度和光谱等信息，而且还能够得到偏振度和偏振角等反映目 标表面细节特征的偏振信息，因此可以提高潜指纹检测效果。利用偏振成像技术的优势， 开展了基于主动偏振光的潜指纹偏振成像检测实验研究，获取了指纹图像数据并对其进行了分析。 结果表明，与一般的强度成像相比，本文方法所得到的潜指纹偏振参量图像质量更高， 获取的图像更清晰，细节信息更丰富。

提出了利用毛细管X光会聚透镜(CFXRL)提取潜指纹的方法特征X射线成像法。为了利用该法提取潜指纹，设计了基于CFXRL和实验室普通X射线光源的微束X射线荧光谱仪，CFXRL的焦斑直径和放大倍数分别为32.2 μm和2940。这便于在高空间分辨下测量潜指纹中化学元素对应的特征X射线，从而实现快速获取潜指纹的目的。另外，特征X射线成像法还可以判断指纹所有者在留下指纹前接触过的物质种类，这对刑侦鉴别也具有重要的应用价值。实验证明，CFXRL在潜指纹提取中存在着潜在的应用价值。