浅谈LED光源与激光在刑侦领域的应用及对比
目前在刑事现场检测中有两种被广泛应用的光源--------多波段(LED)与激光。
那这两种光源在应用中各有什么不同点及各自的优势呢?
首先我们先从LED多波段讲起,多波段光源是上世纪九十年代美国首先应用于警用刑事现场检测。在当时是很先进的检测手段,LED光源与通过滤光的白光光源相比,其单色性更好,也更节能,体积可以做的很小。而单色性是主要被考虑的指标,因为单色性好说明光谱纯度高(LED的光谱线宽/纯度可以达到15-20nm),也就说明激发光更容易被过滤掉。
激光做为现场刑侦检测手段是本世纪初开始的,实验室内检测则有更早的历史。激光与LED光源相比,在光谱性能上有着不能替代的优势,由于激光是自然界光谱最纯,单色性最好的光源(激光的光谱线宽/纯度仅为0.01-2nm),这样激光作为物证激发光更容易被滤除,激发光与信号光是一对矛盾且有相辅相成的组合,众所周知,激发光光强越强信号光的光强就越强,也就更容易被观测与记录,但强的激发光在过滤时就容易产生问题———很难被完全滤除,那激发光此时就会作为杂讯存在(试想一下,当激发光强大于信号光强时,信号光就被完全淹没而不可见,那设备就失去了检测的意义)。而对纯净的光谱滤除手段是成熟且稳定的,这也就是激光现在逐渐取缔LED多波段的原因。
我们可以从下图看到其原理:
这是我们通过OceanOptic HR4000 Plus型光谱仪针对蓝光激光与蓝光LED的谱线图,尖锐且高的是激光的谱线,更扁平(像小山一样)的是LED的光谱。可以看到,激光的谱线宽度十分的窄。
上图是常用的德国肖特滤光片的滤光谱线图,将这两幅图结合着看我们会发现滤光片可以将激光完全滤除而滤除不干净LED发出的光,这样LED未被滤除的光就作为杂光影响着信号光。(试想本来就相对黯淡的指纹信号光被激发光影响的情况)这也是这些年激光逐渐取代LED多波段成为刑事现场检测主力的原因。
但并不是说LED多波段就完全过时、不适用了,LED多波段有着它特有的优点,例如说价格低廉、体积小巧、光照更匀都是LED多波段的优势所在(这也是为什么这些年LED转向家用照明灯具市场的原因),可以说,在未来的刑事物证检测领域,LED多波段会作为激光的辅助存在,发挥它的作用。
下表可以说明激光与LED多波段相比的优缺点:
注:有的不法厂商会偷换激光概念,声称激光有辐射,对工作人员与物证有伤害。其实这是利用大家对激光神秘的心理。
激光,又称镭射,所以有人说激光像镭元素那样具有辐射,其实激光又被称作镭射是因为激光英文单词Laser的音译。激光的工作原理与LED接近,但是更高了一层,进行了光谱选择放大后得到的光。而是否具有辐射性则是要看光的波长,从比260nm更短的光被称作深紫外光,这种光对生物体会造成危害,波长再短的光波(严格意义上讲已经不能算作“光”了),如X射线与α射线是真正具有强辐射性的光波(射线),它们会对生物体造成严重危害。而激光只是一种性能较特殊的普通光,经过扩束后除了谱线特性与其他的自然光没有任何区别。而由于LED有效光强低,若想达到激光的效果就需要大幅增加光的输出强度,这样照射在检材上会产生热,反而更容易造成伤害,而真要产生如此高的光强,那LED的滤光则是大问题了(真要产生热需要进百瓦以上的LED光输出,这种情况在现实应用中基本不存在)。