探索利用可见激光无损提取粗糙纸张上尿渍足迹的可行性，定量比较足迹显现效果。利用3种可见激光，配合使用11种可见波段滤光镜，对4类20种常见类型纸张上的尿渍足迹样本进行可见激光荧光照相，观察足迹显现效果；创建Matlab程序，引入灰度荧光亮度标准差指标比较足迹显出程度。发现20个尿渍足迹样本显现效果最好时的波段组合几乎各不相同，但可利用445 nm蓝色激光作为激发光，配合使用570 nm接收滤光镜，对所有样本的尿渍足迹进行整体最大程度的显现，样本尿渍足迹发现率100%；除黑色打印纸、复杂彩色背景报纸上的尿渍足迹样本外，样本尿渍足迹有效显出率90%。表明可见激光荧光照相能够用来显现粗糙纸张上的尿渍足迹，灰度荧光亮度标准差可以用来衡量尿渍足迹显出程度。

粘度是反映纸张纤维素分子聚合度和力学性能的重要指标, 实时、 准确地获取粘度含量对于珍贵纸质材料的修复和保护具有重要的意义。 然而, 传统的纸张粘度分析方法主要采用化学手段, 该化验过程耗时较长, 且会对纸张不可避免的产生二次损伤。 针对这一问题, 高光谱遥感凭借其丰富信息量、 实时、 无接触的特点, 是无损获取纸张粘度含量的有效途径。 首先, 在实验室获得不同老化程度的实验纸张测得其粘度含量, 采集纸张样本的光谱影像数据, 通过光谱降噪、 光谱变换和光谱信息扩展实现纸张高光谱数据的预处理, 建立不同老化程度下的纸张粘度含量光谱数据库, 分别构建不同光谱变换方式下的光谱差值、 比值和归一化指数, 再结合相关性分析筛选其中与粘度相关性最强的12种最优光谱指数, 最后将其作为自变量搭建关于粘度含量的回归模型, 通过模型精度对比来优选其中最能有效表征纸张粘度含量变化的光谱指数及模型。 研究结果表明: (1)相对于原始光谱而言, 经过光谱变换处理后提取的粘度高相关特征子集占比得到大幅提升, 同时其中的相关系数均值与中位数也得到提高; (2)通过光谱信息扩展后得到的光谱信息参量与粘度的相关性高于原本的光谱谱段, 且提取的12种最优光谱指数中大部分有扩展信息参量的参与; (3)不同光谱变换结果下提取的最佳光谱指数与粘度含量的相关性都在0.89以上, 由其中筛选得到的三种具备代表性的光谱指数都有效反映纸张粘度在400~500 mL·g-1时的变化情况; (4)纸张光谱经过对数一阶微分处理后, 由光谱积分(SI)和光谱吸收深度(SAD)构建的归一化指数与粘度相关性最大, 达到了-0.917, 由该指数建立的模型在训练集和测试集上R2分别为0.84和0.76, 其在测试集中MRE为0.089, RMSE为40.29 mL·g-1。 研究结果可为纸张粘度含量遥感反演提供科学的理论与技术支撑, 对纸质文物无损分析体系的构建具有重要参考意义。

瓷青纸是我国古代一种名贵的加工纸, 瓷青纸文物存世稀少往往是博物馆的馆藏珍品。 关于瓷青纸相关材料与工艺的文献记载甚少, 对其开展的科技研究工作鲜见, 对其材料组成及制作工艺缺乏系统认知, 难以对瓷青纸文物进行科学的保护、 修复、 复制等工作。 为进一步加深对瓷青纸的认识, 利用视频显微镜、 拉曼光谱仪、 扫描电镜-能谱仪、 赫氏染色法纤维分析等技术对一件明代瓷青纸文物样品进行制作材料及工艺分析。 研究结果表明: 通过拉曼光谱分析, 对比该瓷青纸文物样品纸张染料跟靛蓝的拉曼峰位, 两者的峰位较为匹配, 而在1 570~1 701 cm-1范围内为CC键和CO键和N—H键共轭体系的伸缩振动, 是靛系染料分子特有的特征吸收峰, 而样品纸张染料在1 570 cm-1出现的强拉曼峰符合靛蓝的拉曼光谱特征, 因此可以确定为靛蓝, 这也与中国历史悠久的种植蓝草、 提取靛蓝作为染料的情况相一致; 通过扫描电镜-能谱分析, 纸张主要元素如S、 Ca、 Al、 Si、 Mg应来源于填料或涂料, 纸张经过了加填以及涂布处理以达到改善纸张不透明度、 透气度、 光泽度的目的, 同时也排除了样品蓝色染料为蓝铜矿、 青金石以及天然群青等蓝色矿物颜料的可能性; 通过赫氏染色法纤维分析, 纸张样品纤维特征为纤维壁上有横节纹、 纤维外壁上有胶质膜、 纤维中有少量草酸钙晶体、 纤维上有较多的黄色无定形蜡状物, 表明纸张纤维与构皮、 桑皮等皮类纤维接近, 瓷青纸的基纸应属于皮纸, 皮纸纤维强度较高, 在染色过程中不易水解导致纸张破损。 该瓷青纸文物样品的制作材料与工艺可以概括为: 将靛蓝染料在经过加填以及涂布处理的皮纸上进行单面染色后上下叠合制成。 通过该研究能够加深对明代瓷青纸造纸材料与工艺的认识, 同时为瓷青纸文物的研究、 保护、 修复、 复制等提供依据。

将银纳米粒子制备成可打印的墨水，采用喷墨打印方法将此墨水打印在纸张表面，作为柔性表面增强拉曼散射基底。重点研究了不同银墨水倍数和不同打印层数对拉曼检测灵敏度的影响。实验结果表明，以55 mmol/L浓度银墨水作为打印原料，在打印7层时，基底对罗丹明（R6G）分子的检测浓度低于10^-10 mol/L，最大增强因子约为1.92×10⁹，相对误差分析计算结果为14.3%。同时，在苹果的曲面上对该基底的拉曼增强效果进行了实际检测。最后，结合基底的扫描电子显微镜（SEM）结果，采用有限时域差分（FDTD）软件对该基底的电磁场增强特性进行了计算。

指印的光学无损提取在侦查破案中发挥了重要作用，纸张是各类案件中常见的载体，但其多属于渗透性客体，上面的潜在油脂指印提取难度较大。因此，通过实验探究各类纸张上潜在油脂指印的光学提取方法。用光滑、半光滑和粗糙三类共7种纸张作为承痕客体，用油脂、植物油、矿物油、香精油四类共6种油脂指印作为检材，基于全波段CCD照相系统对42份样品进行光学检验，并与自然光下的提取效果进行对比。实验结果表明，254 nm短波紫外反射照相的提取效果较好，但由于承痕客体、油脂对光的反射性质不同，指印提取结果也有所差异。该结论为现场指印提取提供了基础数据。

为了实现对案件现场残留的纸张灰烬样品快速、准确地检验与认定, 采用X射线荧光光谱法（XRF）结合多元统计学的系统聚类和主成分分析法测定32个不同来源、不同用途的纸张灰烬, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 根据样品所含元素种类和含量的不同, 可以准确地将样本进行区分; 同时, 将32个样本分为五大类, 两种分析方法所得到的分类结果基本一致, 其中主成分PC2的累计方差贡献率高达99.86%。该研究方法不破坏检材、重现性好, 所得结果科学理想, 为微量物证检验提供了一定的理论依据。

为了分析纸张灰烬的主要成分并判别纸张种类，实验将30种品牌的纸张制备成纸张灰烬，用X射线荧光光谱仪测量其主要成分，基于测量数据训练支持向量机（SVM）分类器，最终实现了纸张种类和品牌来源的判别。实验精确测量90组纸张灰烬的主要成分数据，按比例随机生成训练集和测试集；在MATLAB实验平台上，利用交互式检验法确定径向基核函数的最佳参数c、g，建立了支持向量机分类模型；研究了训练集测试集比例与测试准确率的关系，当训练集测试集比例为17∶1时，模型测试准确率可达100%；最后，用Pearson相关系数分析造成模型误判的原因。研究表明，支持向量机分类模型能有效实现样品分类，可用于测试纸张灰烬的种类和品牌来源，有益于法庭科学中相关问题的解决并且为公安民警在犯罪现场收集物证提供帮助。

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。

单色红外LED器件的发射功率受传输距离、光源工作电流及工作频率等因素的影响, 各因素均应视为非平稳变化的影响因素。通过实验标定和曲线拟合建立其影响模型, 可以进一步通过生物地理学优化算法进行多参量系统优化, 直接确定最佳参量条件。利用生物地理学优化算法是一种全局性优化算法, 极适合综合处理不同物理机制的各种外界因素变化对单色红外LED器件的发射功率的影响。该方法可以解决纸张水分测量技术的瓶颈问题, 提高其测量精度。

随着科学技术的不断发展, 社会正在向智能化 演变。实现纸质文献的实时监测以达到保存和保护文献的目的 是未来发展的必然趋势。为了给库房文献的实时监测提供依据, 结合 化学计量学方法, 利用傅里叶变换中红外光 声光谱技术快速测定了纸张含水量。基于中红外光声光谱, 分别采用 主成分回归(Principal Components Regression, PCR)方法和 偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression, PLSR)方法建立了纸张含水量的 定量模型, 并通过交叉验证选择了最佳主成分数。结果表明, PLSR方法 的建模结果优于PCR方法(决定系数R2: -2.5mm0.3681>0.3532)。 通过增加主成分数可以使模型预测变好, 但也存在过拟合风险。未来拟采 集更多的纸张样本, 以期建立稳定的纸张性质检测模 型, 为实现纸质文献的红外光谱实时监测奠定基础。