Аппаратные средства инфракрасной фотографии

Инфракрасная фотография — это совокупность методов съемки в ИК-области спектра для выявления деталей объекта, не воспринимаемых в обычных условиях. Она применяется в судебно-технической экспертизе документов для восстановления угасших, вытравленных, смытых текстов, дифференциации красителей; в судебно-баллистической экспертизе для выявления следов близко­го выстрела на темных тканях; в судебно-медицинских и других ис­следованиях. При проведении следственных действий и оперативных мероприятий средства ИК-фотографии позволяют регистрировать обстановку мест происшествий, действия разрабатываемых лиц в неблагоприятных погодных условиях и даже ночью.

Свойства ИК-иЗлучения. ИК-лучи являются составной частью электромагнитного спектра и занимают область между видимыми (красными) лучами и радиоволнами. Практическое значение в кри­миналистике находит только часть инфракрасного излучения, не­посредственно граничащая с видимыми лучами (700-3000 нм). В криминалистической фотографии эта область ограничена еще и спектральной чувствительностью фотоматериалов, электронно-оптических преобразователей, полупроводниковых и других прием­ников.

ИК-лучи отражаются и преломляются на границе двух сред, что позволяет получать невидимое ИК-изображение, а затем преобра­зовывать его в видимое. В отличие от видимых плоскость фокуси­рования инфракрасных лучей смещена дальше от объектива. Они имеют высокую проникающую способность и проходят через кожу человека, пятна крови, тонкие слои бумаги и клея, анилиновые кра­сители и другие преграды.

Изменяются и физические свойства веществ в ИК-зоне спектра. Детали объекта, неразличимые в видимой его части, в инфракрас­ной могут иметь разные коэффициенты отражения и поглощения. Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными для ИК-лучей и наоборот. Интенсивно поглощают инфракрасное излучение сажа, графит, соли тяжелых металлов и красители, изготовленные на их основе. Непрозрачен для них и

слой воды в два-три сантиметра, который используют в качестве теплозащитных фильтров. Остатки некоторых красителей, которы­ми были окрашены предметы, выполнены угасшие или вытравлен­ные записи, могут излучать свет в ближней части ИК-спектра под воздействием более коротковолнового излучения (УФ-, фиолетово­го и сине-голубого).

Фотоаппаратура для съемки в ИК-зоне спектра. Фотогра­фирование в ИК-зоне спектра возможно любыми фотокамерами. Основное требование, предъявляемое к ним, — это абсолютная светонепроницаемость для данного излучения.

При съемке в ИК-зоне спектра на внутренние части фотокамер наносят специальное покрытие из красителей, содержащих углеро­дистые соединения и поглощающих рассеянные инфракрасные лу­чи. Перед работой их проверяют на светонепроницаемость. С этой целью кассету с инфрахроматическим материалом устанавливают в фотокамере и при открытом шибере и закрытом объективе осве­щают лампами накаливания в течение 10-15 мин. После стандарт­ной обработки фотоппенш наличие вуали в допустимых пределах говорит о пригодности фотокамеры к работе.

При съемке в ИК-зоне спектра применяют объективы общего на­значения. Лучше использовать непросветленные объективы, посколь­ку пленка покрытия в области 900 нм поглощает часть ИК-излучения.

Источники света, применяемые в ИК-фотографии, под­разделяются на две группы: одни излучают значительную долю ИК-лучей; в спектре других преобладает коротковолновое излуче­ние. Первые необходимы при съемке в отраженных и проходящих ИК-лучах, вторые — для возбуждения ИК-люминесценции.

Источники ИК-излучения — это солнце, дуговые и электрические лампы накаливания, импульсные осветители и газоразрядные лам­пы. В криминалистике солнце как источник ИК-излучения применя­ют редко. В условиях дымки и легкого тумана, когда видимость на месте происшествия довольно ограничена, съемка на специальные инфрахроматические материалы удваивает глубину резкости и по­зволяет запечатлеть на снимках ценную криминалистическую ин­формацию. Однако для этого целесообразнее использовать искус­ственные источники ИК-излучения.

В лабораторных условиях применяют софиты с отражателями из алюминия, меди или посеребренные изнутри.

Типичными источниками коротковолновых ИК-лучей являются вольфрамовые лампы накаливания. Величина энергетической яр­кости этих ламп почти совпадает с яркостью электрической уголь-

ной дуги (рис. 138). Преимущество последней только в том, что она дает большую мощность лучистой энергии. Наиболее удобны для лабораторных исследований вольфрамовые лампы ЗС-1, ЗС-2, ЗС-3 мощностью от 250 до 500 Вт. Они имеют колбы параболической формы, внутренняя поверхность которых покрыта алюминиевым составом для увеличения мощности потока ИК-лучей. Применяются также цезиевые, циркониевые лампы мощностью от 50 до 500 Вт (рис. 139).

0.8

0,6

0,4 -

0,2

1,₀°™-ВД--

	\С-	jjp,,-—	\
		3>	\
i	j		\ г\
	'

300 500

Рис. 138. Относительное распределение энергии в спектре источников света:

1 — угольная дуга высокой интенсивности;

2 — простая угольная дуга; 3 — лампа накаливания

Отн

• ед ..

.

1,0

(1

—

—

Отн

ед.

1,0 0,8 0,6 0,4 0.2

!

и,в

|

0,R

i

0,4

[Z

^>

jU

tk.it-

U, 2 О

X

\

■«-

f\

S4S

^

^

»•"

0 3

&

ю

а

Х> 8£

Ю 96

X,

-ш ЗС

)0 4С

ю кб

ю «

Ю 7(

Ю 800

Х.нм

Рис. 139. Распределение энергии по спектру в газоразрядных лампах: а — цезиевых; б — циркониевых

Высокую световую энергию создают импульсные лампы «Луч-70», «Фил-107» и др., спектральный состав которых близок к солнечно­му. Их излучения достаточно для фотографирования в отражен­ных, проходящих ИК-лучах и возбуждения люминесценции в крас­ной и ИК-зонах спектра. Применение импульсных осветителей для фотографирования ИК-люминесценции особенно ценно, так как исключает перегрев светофильтров, поэтому съемку можно произ­водить без теплофильтров.

Для возбуждения люминесценции в дальней красной и ближней инфракрасной областях спектра используют ртутно-кварцевые лампы высокого и сверхвысокого давления.

Светофильтры, применяемые в ИК-фотографии, подраз­деляют на три группы: необходимые для выделения ИК-лучей из все­го светового спектра; предназначенные для поглощения ИК-лучей и выделения коротковолновой части видимого спектра; служащие для выделения длинноволновых красных и ближних ИК-лучей.

ИК-излучение из спектра источника выделяют светофильтрами ИКС-1, ИКС-3, ИКС-6, ИКС-7, а иногда и КС-19 (рис 140). Спек­тральные характеристики светофильтров указываются в каталогах цветного стекла, прилагаемых к наборам светофильтров. В качест­ве ИК-светофильтров используют и некоторые другие материалы, например листовой эбонит (толщиной 0,3-0,6 мм), все породы де­рева (толщиной до 3 мм), а также жидкостные фильтры на основе раствора марганцово-кислого калия.

Ультра- ] фиолетовая I Т «1.0

Инфракрасная

Видимая

о о о ° Р £ (О Is- г~

0,5

о о ю

о 3

									... f ...... t - .___ L_|	7Г'!
									КС Г	W
									КС1Е
									!
									КС15
									!
									|
		иц£1					\i

о о ш

о о о

о о о

о о о

о ю о

см см со

\mcbff
-Lift)		УЛ	'икс ссз	:б IS
	\ш			!
-						:""йл
/Д-ИКС7
		///				|р
		п
Л						(	' Д

Рис. 140. Спектральное пропускание светофильтров КС-17; КС-18; КС-19 и ИКС-1; ИКС-3; ИКС-5; ИКС-6; ИКС-7

Для фотографирования инфракрасной люминесценции предна­значены светофильтры второй и третьей групп. Для возбуждения инфракрасного свечения необходимы УФ- и коротковолновые ви­димые (фиолетовые и сине-голубые) лучи, выделяемые с помощью стеклянных и жидкостных светофильтров. К стеклянным свето­фильтрам относятся светофильтры марки СЗС из набора паспор­тизированного стекла: СЗС-10, СЗС-21, СЗС-22. Перед источником света на максимально возможном от него расстоянии устанавли­вают термостойкий светофильтр СЗС-16. Светофильтры других марок применяют только в сочетании с теплофильтрами либо с воздушным охлаждением. Жидкостные светофильтры, поглощаю­щие ИК-лучи, изготовляют на основе раствора сернокислой меди в дистиллированной воде. По своим спектральным свойствам рас­твор не уступает светофильтру СЗС-10 (рис. 141).

УМрафкшмовея вгдимая{{ияфракрасвая

Рис. 141. Спектральное пропускание светофильтров СЗС-8; СЗС-20; СЗС-21; СЗС-22

Люминесцентное свечение в области спектра 680 — 760 нм вы­деляют светофильтрами КС-17, КС-18, а в некоторых случаях и светофильтрами КС-14 и КС-15, пропускающими не только ИК-лучи, но часть видимых (см. рис. 140).