激光的应用及研究进展

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。英文名Light Amplification by Stimulated E⁃mission of Radiation，意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程。激光的原理早在1916年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现。

原子受激辐射产生的光，名为“激光”：原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被引诱（激发）出来的光子束（激光），其中的光子光学特性高度一致。这使得激光比起普通光源，激光的单色性好，亮度高，方向性强。

在犯罪实验室中，茚三酮是一种经常用来检验渗透性客体（主要是纸）上指纹的试剂。这种方法和刷粉法是用得最广泛的常规方法，其他方法如像碘熏或硝酸银近年来已很少使用。而像井田紫试剂（龙旦紫）（Gentian Violet）或考马斯亮蓝（Coomassie Brilliant Blue）也只在特殊情况下才使用（分别用于各种胶带和血指印）。

遗憾的是，在蓝—绿氩离子激光（或绿色铜蒸气激光、倍频Nd：YAG激光）激发下不产生可见荧光。为了使激光检验适合茚三酮，Herod和Menzel在用染料激光激发方面做了尝试。采用这种激光（约580 nm），可看见茚三酮处理过的发红色荧光的指印，但是成功率低。

有一点早就为人们所知，即经镍、锌、镉或汞盐处理后，RP可以变为橙色或红色。这些在20世纪70年代由英国的Morris研制出来的处理方法，最近由他本人进行了评述。金属盐处理法是想对暗表面上茚三酮指印常规显现有所帮助，在这种情况下，用RP所获得的反差量很弱。为了使茚三酮能适合激光检验，Menzel等人对这些金属盐处理法做了研究。由于镉和汞的化合物有毒，所以研究首先针对镍盐进行，随后才是镉盐和汞盐。研究发现，锌盐，特别是氯化锌在蓝—绿（波长最大约490 nm）激发光照射下，能使RP发出极强的橙色荧光，但氯化锌有轻度的毒性。镉盐也能产生荧光颜色有变化的RP，但与采用锌盐所获得的发光相比要弱一些；汞盐只能产生非常弱的荧光。茚三酮—氯化锌处理法是当今最成功的激光方法之一。在茚三酮之后采用氯化锌来处理，与常规茚三酮处理相比，可使检验灵敏度得以增强。(www.xing528.com)

镉盐［例如Cd（NO3）2－硝酸镉］所产生的荧光与由氯化锌所产生的相比，存在着红向移动，这种情况有时能使反差得到改善。但是在日常工作中，人们所喜用的盐仍是氯化锌。根据自旋—轨道耦合理论很容易明白为什么从锌—镉—汞荧光要减弱：随着金属的原子序数升高，自旋—轨道耦合增加了系统内部的交叉性，从而减弱了荧光。

对茚三酮处理后的潜在指印再用氯化锌做处理的方法很简单，只需把锌盐溶液轻轻地喷洒在检材上即可。典型的是甲醇与氟利昂（1，1，2－三氯－1，1，2－二二氟乙烷）按1∶4的比例配制的锌盐溶液。RP反应在普通室内湿度下进行，必要时可通过升温来加速反应（30～40℃）。在此条件下，反应在几分钟内即可发生，只要相对湿度不是很低，普通的室内条件就足够了。

澳大利亚研究人员Warrener等人也用金属盐对茚三酮指印进行再处理做了研究。为了更好地评价他们的工作，有必要先了解一下他们的另一项研究。1983年，他们对NBD氯化物在潜在指印检测中的使用情况做了报道。这种试剂与Salares等人在早些时候所报道的相同，而Warrener他们是知道这些的，因为在他们论文的参考文献中明确表明了这一点。因此，他们论文的新颖之处就仅仅是用氙灯代替了激光。在时间上，该构思比较早，但也参考了一篇关于氩激光在潜在指印检测中的效果超过氙灯的文章。Warrener等人的文章中，比较了氙灯和氩激光显现由NBD氯化物处理过的潜在指印的结果。要使指印汗液中的氨基酸与NBD氯化物的反应生成物发出荧光，需用蓝光进行照射。在比较中使用的是盏配有透射峰值为175 nm、带宽为100 nm的带通滤光器的氙灯，照射强度为10 mW／cm2。使用的激光器功率为1 W，工作波长为488 nm，扩散后的光束强度为50 mW／cm2。要获得可作比对的指纹照片，氙灯所需的曝光时间为激光的6倍。