李 婷，蒋占卿

(中国人民公安大学刑事科学技术学院，北京 100038)

0 引言

防止紫外线伤害已成为人们格外关注的问题。防晒护肤品作为一种有效的防护手段已广泛应用到人们的日常生活中。因此，在犯罪现场遗留有由化妆品所形成痕迹的物证逐渐增多，而利用紫外光谱成像方法对护肤品成痕物质的研究还比较少。本文利用紫外光谱成像显现复印纸表面潜在防晒护肤品指印痕迹，利用部分防晒化妆品指印的紫外影像图及光谱曲线图，进而分析紫外拍照时选择的最佳波段，为纸张上防晒护肤品指印显现和拍照提取提供参考。

1 仪器设备

THEMIS紫外光谱成像仪，主要由紫外棱镜分光光谱成像仪、全反射镜、全波段CCD、氘灯光源、计算机图像处理软件等组成。

2 实验

2.1 实验原理

从护肤角度来讲，防晒化妆品主要目的是阻止紫外线直接照射皮肤，一般使用于皮肤的最外层，而人们一般行为中，皮肤表层化妆品物质更容易使发生转移。

紫外线是不可见光辐射，与可见光一样遵守光的直线传播、反射和折射定律，也遵守透镜成像原理。紫外线的穿透能力很弱，一般只作用在物体很薄的表面层，可反映物体表层的紫外特性。各种物质吸收光线性质不同，但吸收光线的能力一般随波长增加而减少，大多数物质呈现这样的规律。纸张在紫外光照射下发荧光，而防晒护肤品则吸收/反射紫外光线，正因为如此，通过成痕物质与承载客体在紫外区的吸收/反射强度不同来加强亮度反差，形成亮背景和暗纹线的影像图，从而达到显现指印痕迹的目的。

2.2 实验内容

2.2.1 样本制作

本实验选取了生活中常用复印纸(安兴纸业深圳有限公司，傅美2010)为指印痕迹承载客体。同时选择市面上两种比较常见的防晒类护肤品：①F1防晒乳液SPF30+，PA+++ ②F2水感防晒露SPF25，PA++，③F3防晒隔离霜SPF25，PA++作为检验物质。

记录实验当天的日期、天气状况、实验室内的温度、温度等物理条件。室温5℃，相对湿度为10%。

一定数量的志愿者首先将手清洗干净，待自然晾干后，在手背上涂抹适量防晒化妆品并涂抹均匀，待20分钟后(使防晒化妆品与皮肤充分的接触和反映)，将手指指头与手背接触，在实验客体表面按下指印。

2.2.2 实验过程

启动THEMIS紫外超光谱成像系统。

配光方法：使用单向照明配光方法，氘灯与光谱仪成45°入射紫外线。

仪器参数：扫描线数设置为300(足以覆盖单枚指印整体)，曝光时间设置为3 000 ms。

样品采集：将实验样本放置于载物台上，光谱仪镜头垂直于载物台并且对准指印，使得氘灯形成的光斑覆盖整枚指印，进行指印光谱影像集的拍摄，得到不同波段下指印的紫外影像集。

结果优化：对拍摄得到的影像集进行降噪、校准和消除暗电流的处理，得到纹线物质和指印载体物质的紫外光谱曲线。

3 实验结果与分析

(1)选取复印纸表面F1防晒乳液(SPF30+，PA+++)指纹痕迹在可见光以及不同紫外波段共15幅影像对比，如图1所示。

图2为复印纸表面F1防晒乳液(SPF30+，PA+++)指纹痕迹的紫外光谱曲线。

从所得到的指印痕迹紫外光谱曲线中很容易分析出：照明波长在98.49～286.56 nm之间，背景物质(纸张)的反射吸收紫外线的性能和成痕物质(防晒护肤品)的反射吸收性能基本相同，表现为无痕迹显现。在285 nm左右，两者的性能出现差异，即指纹痕迹物质与背景客体之间的亮度反差开始明显，指印纹线得到显现。286.59～332.58 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹物证与背景之间的反差相应的逐渐增大，即痕迹显现的越清晰。在332 nm左右，两者之间的反差达到最大，指印痕迹最清晰。332.58～372.33 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹物证与背景之间的反差逐渐减小，痕迹显现逐渐模糊。372.33～443.37 nm之间，两者的光谱曲线几乎重合，意味着两者对紫外光的反射吸收几乎一致，反差为零，痕迹不能很好的显现。443.37～559.99 nm之间，两者的光谱曲线的趋势基本保持平行变化，但从两者对紫外线的反射吸收性能来看，总体上，背景物质高于成痕物质，其中449.17～479.31 nm之间，性能差异值较大，显现效果较好，理论上可以显现。

通过光谱影像集与紫外光谱曲线图进行参照分析，可以发现指印紫外光谱影像集体现的反差变化规律与光谱曲线所体现的反差变化规律基本一致。

(2)选取复印纸表面F2水感防晒露(SPF25，PA++)指纹痕迹在可见光及不同紫外波段的15幅影像集，如图3所示。

图4为复印纸表面F2水感防晒露(SPF25，PA++)指纹痕迹的紫外光谱曲线。

从图3、图4很容易分析出：紫外光照明波长在98.49～277.90 nm之间，背景物质对紫外线吸收反射性能和成痕物质对紫外吸收反射的性能相同，表现为无痕迹显现。在277.90 nm左右指印纹线开始显现出来，即在此波段下指纹痕迹的物质与背景客体之间的亮度反差开始明显。在277.90～335.84 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹物证与背景之间的反差逐渐增大，痕迹的清晰度加大。335 nm左右处，两者之间的反差达到最大，即痕迹显现的最清晰。在335.84～392.18 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹物证与背景之间的反差逐渐减小，痕迹显现逐渐模糊。392.18～450.00 nm,450.00～559.99 nm之间，两者的光谱曲线几乎重合，意味着背景客体物质和成痕物质对紫外光的反射吸收程度几乎一致，痕迹显现不充分。

光谱影像集与此紫外光谱曲线图对比发现，指印紫外光谱影像集体现的痕迹显现变化规律与光谱曲线所体现的反差变化规律基本一致。

(3)选取复印纸表面F3防晒隔离霜(SPF25，PA++)指纹痕迹在可见紫外波段的15幅影像，如图5所示。

图1 F1防晒乳液(SPF30+，PA+++)指纹可见及紫外影像集

(红色曲线是复印纸的光谱曲线，蓝色曲线是防晒化妆品指印的光谱曲线)

图3 F2水感防晒露(SPF25，PA++)指纹在可见及紫外波段影像集

(红色曲线是复印纸的光谱曲线，蓝色曲线是F2防晒化妆品痕迹的光谱曲线)

图5 F3防晒隔离霜(SPF25，PA++)指纹可见、紫外波段影像集

(红色曲线是复印纸表面的光谱曲线，蓝色曲线是防晒化妆品指印的光谱曲线)

图6为复印纸表面F3防晒隔离霜(SPF25，PA++)指纹痕迹的紫外光谱曲线。

从图5、图6分析可见，照明波长在98.49～252.11 nm之间，背景物质反射吸收紫外线的性能和成痕物质的反射吸收性能基本相同，表现为无痕迹显现。在252 nm左右两者的性能出现差异，即在此波段下形成指纹痕迹的物质与背景客体之间的反差开始明显，指印纹线开始显现。252.11～327.02 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹物证与背景之间的反差逐渐增大，即痕迹显现越清晰。在327 nm左右处，两者之间的反差达到最大，指印痕迹最清晰。327.02～382.23 nm之间，随着紫外光波长的增加，痕迹与背景之间的反差逐渐减小，痕迹显现逐渐模糊。382.23～447.24 nm之间，两者的光谱曲线几乎重合，意味着两者对光的反射吸收几乎一致，反差几乎为零，痕迹不能很好显现。447.23～559.99 nm之间，两者的光谱曲线的趋势基本保持平行变化，但从两者紫外线的反射吸收性能来看，总体上，背景物质高于成痕物质，其中447.23～478.33 nm之间，此性能差异值较大，显现效果较好，理论上可以显现。

两者参照分析，可以发现指印紫外光谱影像集体现的痕迹显现变化规律与光谱曲线所体现的反差变化规律基本一致。

4 结论

(1)公安实践中由防晒护肤品形成的潜在痕迹越来越多，紫外光谱成像技术对显现复印纸表面潜在防晒护肤品指印效果较好，可以作为一种对由防晒护肤品形成的潜在痕迹进行显现、检验的有效方法。

(2)实验表明，复印纸表面两种护肤品指印影像效果较好时所在的紫外波段为290～360 nm之间，最佳波段是320～340 nm之间,在此波段内，痕迹清晰，相应的细节特征能够很好地显现，可以直接进行鉴别和比对。

值得注意的是，护肤品指印最佳拍摄波段和紫外反射照相常用的254和365 nm两个特定的波段有所不同。

(3)不同品牌的化妆品，由于其物质成分不同，表现为在相同的紫外光波长下有不同的吸收反射性能。

(4)实验是在理想的环境下进行的，也只是对部分防晒护肤品指纹在紫外光区的显现进行了初步分析，还需从护肤品的不同分类，不同的承痕客体、不同的痕迹遗留时间、不同的物理环境方面等，进一步深入探索防晒护肤品指纹在紫外光区的最佳显现条件，以便更好地指导实践。

[1]王桂强．光谱成像检验技术[J]．刑事技术，2004(1)：7-12．

[2]王桂强．指印的光学显现和照相技术[M]．北京：群众出版社，2001：1-500．

[3]许小京，林景. 全波段物证检验CCD系统在刑事摄影技术领域的应用[J]．影像技术，2003(3)：35-38．

[4]高树辉. 画报表面潜在指纹的光学显现[J].中国人民公安大学学报:自然科学版，2012(2)：6-9.