顯微共焦激光拉曼光譜儀分析激光打印黑色墨粉字跡

王迪,張曉霞,賈曉光

(廣東警官學(xué)院 刑事技術(shù)系,廣東 廣州 510232)

顯微共焦激光拉曼光譜儀分析激光打印黑色墨粉字跡

王迪,張曉霞,賈曉光

(廣東警官學(xué)院 刑事技術(shù)系,廣東 廣州 510232)

激光打印機(jī)是常用辦公設(shè)備,案件中經(jīng)常會(huì)涉及到激光打印文件的檢驗(yàn),運(yùn)用顯微共焦激光拉曼光譜儀檢驗(yàn)激光打印黑色墨粉字跡是一種快速、無(wú)損、靈敏度高的檢驗(yàn)方法,可以對(duì)墨粉成分進(jìn)行定性分析,在司法實(shí)踐中,此種方法對(duì)激光打印黑色墨粉具有較好的檢驗(yàn)效果,應(yīng)用前景廣闊。

拉曼;光譜;打印;墨粉

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等辦公設(shè)備日益普及,成為日常人們輸出文件、合同等資料的基本工具。這在給人們生活、工作帶來(lái)極大便利的同時(shí),也產(chǎn)生了新的犯罪。在實(shí)際辦案工程中,涉及打印文件的案件大量出現(xiàn),尤其在經(jīng)濟(jì)犯罪、民事糾紛領(lǐng)域,爭(zhēng)議文件物證往往存在變?cè)斓目赡?簽字蓋章后添加變?cè)炷承﹥?nèi)容、多頁(yè)文件的換頁(yè)等都是主要的變?cè)焓侄?。在這類案件中,對(duì)可疑文件的形成方式的確定往往是案件審理的關(guān)鍵所在。

隨著顯微激光拉曼光譜技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,它已經(jīng)成為一種可靠的檢測(cè)手段。本文結(jié)合司法實(shí)踐中的具體案例,為黑白激光打印文件的檢驗(yàn)提供一種可供借鑒的檢驗(yàn)方法。

一、激光拉曼光譜的原理及特點(diǎn)

拉曼光譜屬于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜,通常簡(jiǎn)稱為分子光譜。早在 1923年,斯邁克爾等著名物理學(xué)家就預(yù)言了單色光被物質(zhì)散射時(shí)可能有頻率改變的散射光,印度物理學(xué)家拉曼于 1928年在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了這種散射,因而以拉曼的名字命名為拉曼散射,相應(yīng)的散射光譜亦稱為拉曼光譜。

每一種物質(zhì)都有自己的特征,拉曼光譜,每個(gè)分子產(chǎn)生的拉曼光譜的譜帶數(shù)目、譜帶強(qiáng)度、位移大小等都直接與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)聯(lián),所以拉曼光譜屬于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。當(dāng)頻率為 v0的單色光作用于分子時(shí),在碰撞的作用下,原來(lái)處于基態(tài) Ev=0的分子受到能量為 hv0的入射光子激發(fā)而躍遷到一個(gè)虛態(tài),把吸收的能量 hv0以光子的形式釋放出來(lái),然后回到基態(tài) Ev=0,此過(guò)程對(duì)應(yīng)于彈性碰撞,為瑞利散射線;在非彈性碰撞情況下,處于虛態(tài)的分子也可以輻射躍遷到某激發(fā)態(tài) Ev=1,光子的部分能量 hv傳遞給分子,輻射躍遷的頻率為 v0-v,為拉曼散射的斯托克斯線。

現(xiàn)代拉曼光譜儀一般采用 CCD接受信號(hào)并做光電轉(zhuǎn)換,靈敏度高,適于快速檢測(cè)微量、痕量樣品,且具有對(duì)樣品非接觸和非破壞的特點(diǎn)。

二、檢驗(yàn)裝置及方法

(一)檢驗(yàn)裝置

檢驗(yàn)中使用的是 REN ISHAW公司生產(chǎn)的 IN-V IA型共焦顯微拉曼光譜儀,其配備有 LEICA的共焦顯微鏡及三維微動(dòng)平臺(tái),平臺(tái)采用光柵尺反饋控制技術(shù),最小掃描步長(zhǎng)為 0.1μm。

(二)檢驗(yàn)對(duì)象

某法院送檢的民事糾紛中的一份合同,共 3頁(yè),均為 A4紙,為黑白激光打印機(jī)打印形成,待檢文件左側(cè)兩枚訂書(shū)釘裝訂,訂孔較為松散,要求鑒定該份文件是否為一次性制作形成。

三、檢驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)檢材文件的情況,在檢驗(yàn)中選用了輸出波長(zhǎng)為 514.5nm的激光器,為防止聚焦在檢材上的激光功率密度過(guò)大,對(duì)紙張形成燒灼,將激光輸出功率設(shè)定為 20mw×10%。待檢合同的三頁(yè)文件按順序分別標(biāo)示為 1、2、3號(hào)樣品,將樣品 1、2、3依次固定于樣品臺(tái)上,在樣品 1-3的打印字跡上分別取 3個(gè)點(diǎn),其拉曼光譜圖見(jiàn)圖 1-3:

圖 1:樣品 1打印墨粉的拉曼光譜圖

圖 2:樣品 2打印墨粉的拉曼光譜圖

圖 3:樣品 3打印墨粉的拉曼光譜圖

四、結(jié)果與討論

(一)通過(guò)檢驗(yàn),獲得三個(gè)樣品的檢驗(yàn)數(shù)據(jù),并制出三個(gè)樣品的拉曼峰位表 (見(jiàn)表 1)。

表 1三個(gè)樣品的拉曼峰位表

利用激光拉曼光譜儀對(duì)激光打印黑色墨粉進(jìn)行檢驗(yàn),所得譜線的特征峰的峰位非常穩(wěn)定,且特征峰的信息較為豐富。由表 1可知,樣品 1-3的激光拉曼譜線均在 1351cm-1、1548cm-1出現(xiàn)了明顯的碳元素特征峰,但總體來(lái)看,樣品 2與樣品 1、3激光打印墨粉的拉曼光譜數(shù)據(jù)存在較大差異,在相同的檢驗(yàn)條件下,樣品 1、3譜線的特征峰極其相近 (見(jiàn)圖 4),分析為打印墨粉的成分相同;參照拉曼光譜圖可知,樣品 2熒光相對(duì)較強(qiáng),相同條件下檢驗(yàn),其譜線中未見(jiàn) 667 cm-1、881 cm-1、1002 cm-1、1600 cm-1特征峰,分析樣品 2與樣品 1、3打印墨粉成分不同,為不同次打印形成。

圖 4:樣品 1、3打印墨粉的拉曼光譜圖

(二)黑白激光打印墨粉的組成比較復(fù)雜,不同廠商的物質(zhì)成分、配比有較大差別,其主要成分有樹(shù)脂、碳黑、磁性氧化鐵、電荷控制微粒、潤(rùn)滑劑、熱熔塑料等。各廠商生產(chǎn)的墨粉的不同的物質(zhì)成分在相同的檢驗(yàn)條件下呈現(xiàn)出不同的拉曼光譜特性,由于靈敏度高,墨粉物質(zhì)成分中微小的差異就會(huì)導(dǎo)致拉曼光譜峰位的差異。

顯微激光拉曼光譜法對(duì)黑白激光打印墨粉檢驗(yàn)是一種快速、無(wú)損、靈敏度高的檢驗(yàn)方法,在判斷添加打印、打印文件換頁(yè)變?cè)斓确矫嬗兄鴱V闊的應(yīng)用。

[1]林海波,徐曉軒,王斌等.共焦顯微拉曼光譜深度剖析法在筆跡鑒定中的應(yīng)用 [J].光譜學(xué)與光譜分析,2005,(1):51-53.

[2]譚紅琳,張鵬翔,劉勇.顯微拉曼光譜在碳素筆筆跡方面的研究 [J].光譜學(xué)與光譜分析,1999, (5):691-693.

[3]梁魯寧,徐麗娜,周恒智等.拉曼光譜法鑒別常見(jiàn)毒品 [J].刑事技術(shù),2003,(1):17-19.

[4]橫航,柯惟中,籍康.共焦顯微拉曼光譜技術(shù)在墨跡鑒定方面的應(yīng)用 [J].光學(xué)技術(shù),2007, (5):456-458.

[5]籍康,趙杰,高蓉等.共焦顯微拉曼在司法鑒定中甄別印章的應(yīng)用 [J].南京師大學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2009,(3):56-60.

[6]陳寧,張曉霞,張建華等.拉曼光譜技術(shù)及其在物證鑒定中的應(yīng)用 [J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2009,(2):1-4.

責(zé)任編輯:馬 睿

A bstract:Laser printer is a commonly used office equipment.Cases often involve the examination of laser printing documents.Using laser confocal miscroscopy raman spectrometer to examine laser printing black toner bitcik is a fast,intact and highly sensitive method to qualitatively analyze the component of powdered ink.In judicial practice,thismethod is an effective way to examine laser printing black powdered ink and has a good prospect in application.

Key w ords:raman;spectrum;print;powdered ink

The Exam ination of Laser Printing Black Toner Bitcik by Using Laser ConfocalM iscroscopy Raman Spectrometer

Wang D i,Zhangxiao-xia,Jia xiao-guang
(Guangdong Police College,Guangzhou 510232,China)

DF794.2

A

1009-3745(2010)03-0126-03

2010-05-18

公安部應(yīng)用創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目 (項(xiàng)目編號(hào):2007YYCXGDST076)

王迪 (1980-),男,山東濟(jì)寧人,廣東警官學(xué)院刑事技術(shù)系講師,從事刑事技術(shù)研究;張曉霞 (1976-),女,山東德州人,廣東警官學(xué)院刑事技術(shù)系副教授,從事刑事技術(shù)研究;賈曉光 (1967-),女,遼寧沈陽(yáng)人,廣東警官學(xué)院刑事技術(shù)系副教授,從事刑事技術(shù)研究。