§ 2. Инфракрасная фотография

Инфракрасная фотография — это метод съемки в ИК-зоне спектра признаков различных объектов, не воспринимаемых в обычных ус­ловиях. Этот метод основан на способности ИК-лучей иначе, чем видимые, взаимодействовать с материалами и веществами, что дела­ет его незаменимым в криминалистической практике. Съемка может проводиться даже ночью, при неблагоприятных погодных условиях. Широкое применение ИК-фотография находит в судебно-техничес-кой экспертизе документов при восстановлении содержания угас­ших, вытравленных, смытых или залитых текстов, в судебно-баллис-тической и судебно-медицинской экспертизах, при исследовании других криминалистических объектов.

Свойства инфракрасного излучения. ИК- как и УФ-лучи не вос­принимаются глазом человека. Обнаружить их присутствие можно лишь опосредованно.

Как и видимые, ИК-лучи отражаются и преломляются на границе Двух сред; претерпевают дифракцию, интерференцию, поляризацию. Они поглощаются телами, преграждающими их путь, превращаясь в теплоту. Сажа, графит, соли тяжелых металлов и красители, изготов-

363

ленные на их основе, интенсивно поглощают ИК-излучение. В отли­чие от видимых и ультрафиолетовых инфракрасные лучи могут про­никать через кожу человека, пятна крови, тонкие слои бумаги и клея, анилиновые красители и другие преграды. Оптические свойства ве­ществ в ИК-, УФ- и видимой зонах спектра различны. Многие веще­ства, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными для ИК-лучей, и наоборот.

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 этой цели целесообразнее использовать ис­кусственные источники ИК-излучения.

В лабораторных условиях применяют софиты с отража! елями 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 угольной дуги (рис. 102). Преимущество последней только в том, что она дает большую мощность лучистой энергии. Наиболее удобны для лабо­раторных исследо-

^Отн.ед. ваний вольфрамо­ вые лампы ЗС-1, ЗС-2, ЗС-3 мощнос­ тью от 250 до 500 Вт. Они имеют колбы параболи­ ческой формы, внутренняя поверх­ ность которых по­ крыта алюминие­ вым составом для увеличения мощ­ ности потока ИК-

ся также цезиевые, циркониевые и

Рис. 102. Относительное распределение энергии „ ,-. в спектре источников света: 1 — угольная дуга высокой ^лУ^чеи- 1 фименяют- интенсивности; 2 — простая угольная дуга; 3 — лампа накаливания

364

ртутно-кварцевые газоразрядные лампы мощностью от 50 до 500 Вт

(рис. 103).

Рис. 103. Распределение энергии по спектру в газоразрядных лампах: а — цезиевых; б — циркониевых; в — ртутно-кварцевых ОВД

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.

Светофильтры для ИК-фотографии подразделяются на три группы: 1) необходимые для выделения ИК-лучей из всего светового спектра; 2) предназначенные для поглощения ИК-лучей и выделения

365

коротковолновой части видимого спектра и 3) служащие для выделе­ния длинноволновых красных и ближних ИК-лучей.

К первой группе относятся светофильтры марок ИКС-1, ИКС-3, ИКС-5, ИКС-6, ИКС-7 (рис. 104), пригодные для фотографирования в отраженных и проходящих лучах. В качестве инфракрасных 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 марганце-вокислого калия.

Ультра- I

фиолетовая I

Рис. 104. Спектральное пропускание светофильтров КС-17; КС-18; КС-19 и ИКС-1; ИКС-3; ИКС-5; ИКС-6; ИКС-7

Для фотографирования красной и ИК-люминесценции предна­значены светофильтры второй и третьей групп. Для возбуждения люминесценции необходимы УФ- и коротковолновые видимые лучи, выделяемые с помощью стеклянных и жидкостных светофильтров. К стеклянным светофильтрам относятся светофильтры марки СЗС из набора паспортизированного стекла. 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.

Люминесцентное свечение в дальней красной и ближней ИК-об-ластях спектра (600—800 нм) выделяют светофильтрами КС-17, КС-18 (рис. 104а),а в некоторых случаях и светофильтрами КС-14, КС-15, пропускающими не только ИК-лучи, но и часть видимых.

366

Объективы и приемники излучения в ИК-зоне спектра. Предпо­чтение отдают обычным «непросветленным» объективам, а также специальным, изготовленным из плавленного кварца или флюорита, фотографирование в ИК-области спектра стало возможным благода­ря оптическим сенсибилизаторам, расширившим пределы спект­ральной чувствительности современных фотографических эмуль­сий. Инфрахроматические фотоматериалы можно обрабатывать при темно-зеленом или желто-коричневом освещении, к которому они нечувствительны.

В экспертных исследованиях применяют Инфрахроматические фотопластинки и 35-мм Инфрахроматические кинофотопленки (табл. 36 и 37).

Общая светочувствительность инфрахроматических материалов нестабильна. Она изменяется под воздействием внешнего ИК-излу-чения и быстро падает с увеличением срока хранения.

Наиболее распространенными приемниками ИК-излучения, при­меняемыми в криминалистике, являются электронно-оптические преобразователи. Их основным элементом служит электронно-луче­вая трубка, которая в своем электронном блоке преобразует изобра­жение, сформированное ИК-лучами, в видимое.

Лучи света (рис. 105), отраженные от объекта 1 или проходящие через него, ИК-светофильтр 2 и объектив 3, попадают на фотокатод 4, где и формируют изображение. С поверхности фотокатода ИК-лучи выбивают электроны, количество которых пропорционально распределению мощности падающего излучения. Под действием вы­сокого напряжения и фокусирующего устройства 5 поток электронов достигает анода 6, экран которого покрыт люминесцирующим соста­вом. Ударяясь об анод, электроны вызывают флюоресценцию, на­блюдаемую в окуляр 7. Изображение по яркостям соответствует ос­вещенности отдельных участков объекта.

Внешний вид прибора представлен на рис. 106. На основании 6 неподвижно закреплена штанга 1, по которой перемещаются элек­тронно-оптический блок преобразователя, выполненный в виде фо- _v токамеры, что позволяет изменять масштаб изображения исследуе­мого объекта. Он состоит из объектива 2 со светофильтром 3, раз­движного меха, электронно-лучевой трубки ВЗ-М в кожухе и насадки с окуляром 10.

Исследуемый объект располагают на предметном стекле 7. Мас­штаб изображения изменяют увеличением расстояния между фото­катодом преобразователя и объективом за счет растяжения меха ка-

367

Рис. 105. Схема получения изображения с помощью электронно-оптического преобразователя

меры с помощью левой рукоятки 8. Для перемещения электронно-оптического блока по штанге и фокусирования изображения служит правая рукоятка 9.

При исследовании в отраженных ИК-лучах объект освещают

двумя осветителями боково­го света 4, а в проходящих лучах подсвечивают снизу. Включение прибора и осве­тителей осуществляют соот­ветствующими тумблерами 5 на передней панели.

Для фотографирования результатов исследования окуляр снимают, а на его место устанавливают насад­ку 4 для съемки (рис. 107). На верхнюю часть насадки наворачивают объектив «Ге-лиос-44», который через уд­линитель 2 соединяют с фо­тоаппаратом марки «Зенит-1». Фотосъемку ведут на кон­трастные пленки типа «Мик-рат» изоортохроматической сенсибилизации.

Рис. 106. Электронно-оптический преобразователь «Рельеф»

Применение электронно-оптических преобразовате-

368

Таблица 36 Фотографические свойства инфрахроматических фотопластинок

Характеристика фотопластинки	Панинфра	Инфра-740А	Инфра-780А	Инфра-840А
Светочувствительность	125	125	100	64
Коэффициент контрастности	1,4—2,0	1,4—2,0	1,4—2,0	1,4—2,0
Плотность вуали	0,2	0,2	0,2	0,2
фотографическая широта	0,9	0,9	0,9	0,9
Разрешающая способ­ность, лин./мм	70	70	70	64
Пределы сенсибили­зации, нм	650—720	660—780	670—820	730—880
Максимум сенсибили­зации, нм	730	740	780	840
Время проявления, мин	12—16	12—16	12—16	12—16

Таблица 37

Фотографические характеристики инфрахроматических кино- и фотопленок

Характеристика кино- и фотопленки	Кинопленка			Фотопленка
	И-740М	И-880-1	И-650-950	И-810-2 И-810-2П	И-920-2 И-920-2П
Светочувствительность	—	—	—	400	120
Светочувствительность	160	100	100	—	—
Коэффициент контрастности	1,2	1,3	1,5	1,5	1,5
Плотность вуали	0,15	0,15	0,15	0,25	0,25
Фотографическая широта	1,2	1,2	1,2	0,6	0,6
Разрешающая способ­ность, лин./мм	100	70	90	60	60
Пределы сенсибилиза­ции, нм	600—800	660—780	650—950	650—850	700—1000

369

24-171

лей ограничивается малым размером поля изображения, поэтому большие объекты исследуют и фотографируют по частям.

Рис. 107. Приспособление для съемки на ЭОПе

Особенности фотографирования в ИК-зоне спектра. Для съемки при­годны широкоформатные фотокаме­ры с «непросветленной» оптикой. Они позволяют вести съемку в достаточно крупном масштабе. Фотографируют объекты при равномерном двусторон­нем освещении. Осветители устанав­ливают с таким расчетом, чтобы ис­ключить воздействие на фотокамеру прямого излучения. Кадрировать и фокусировать изображение целесооб­разнее при свете люминесцентных ламп и лишь перед экспонированием включать основные источники света. Необходимым условием работы в ИК-зоне является спектральная све­тонепроницаемость фотокамер: все их части (корпус, меха, кассеты) не должны пропускать ИК-лучи.

При фотографировании в ИК-зоне спектра сложно получить рез­кое изображение. Фокусировку производят при свете софитов, а хро­матическую разность в преломлении между видимыми и ИК-лучами устраняют дополнительным растяжением меха фотокамеры. По­правка зависит от величины фокусного расстояния объектива. Для масштабов, близких 1:1, величина поправки колеблется от 1,5 до 2,0% и возрастает с увеличением масштаба изображения.

Для исправления хроматической разницы между видимыми и ИК-лучами при фокусировании изображения предназначены специ­альные плоскопараллельные пластины и насадочные линзы. Эти пластины составляют из плоско-выпуклой и плоско-вогнутой линз, склеенных вместе (рис. 108). Показатели преломления стекол подо­браны таким образом, чтобы расстояния от объектива до плоскости резкого изображения при фокусировании с пластинкой в видимом свете и без нее с ИК-светофильтром совпадали. Коррекционные на­садочные линзы устанавливают на объективе вместе с ИК-свето­фильтром непосредственно перед съемкой, а резкость наводят по изображению на матовом стекле в видимом свете.

370

Рис. 108. Приспособление для исправления

хроматической разницы между видимыми

и ИК-лучами

Особенности фотогра­фирования в отраженных ИК-лучах. Схема фотогра­фирования в отраженных ИК-лучах показана на рис. 109. Для освещения объ­ектов используют источники, спектр которых богат этими лучами. Ультрафиолетовые и видимые лучи, присутствующие в спектре источника, поглощает ус­тановленный на объективе светофильтр, и изображение формируют только ИК-лучи.

В качестве источников света используют мощные лампы накали­вания (250—500 Вт) или газоразрядные лампы (цезиевые, цирконие­вые). На фотографических установках «Уларус» источниками ин­фракрасного излучения служат специальные инфракрасные освети­тели либо микроосветители ОИ-19; на установках СБ-2, «Уларус-2» — лампы накаливания софитов общего света.

Необходимую область излуче­ния выделяют светофильтрами ИКС-1, ИКС-3, ИКС-5, ИКС-6, ИКС-7. Съемку ведут на свежие ин-фрахроматические кинопленки И-650-950, И-740М; И-880; фото­пленки И-810-2, И-920-2; фотоплас­тинки «Инфра-780А», «Инфра-840А». Выдержку определяют путем пробной съемки, так как све­точувствительность фотоматериа­лов типа «Инфра» весьма неста­бильна.

Рис. 109. Схема фотографирования

в отраженных ИК-лучах:

1 — осветитель; 2 — объект;

3 — светофильтр, пропускающий

ИК-лучи; 4 — фотокамера; 5 — светочувствительный материал

Особенности фотографирова­ния в проходящих ИК-лучах. К съемке в проходящих ИК-лучах прибегают в тех случаях, когда фо­тографирование в отраженных лучах оказывается безрезультат­ным. Например, такая задача воз­никает при выявлении текстов, от­печатанных на пишущей машинке и находящихся в заклеенном кон­верте.

371

24*

Для фотографирования в проходящих ИК-лучах объекты разме­щают на предметном стекле и освещают снизу осветителем ОЙ-19 или другим источником направленного действия. На объективе уста­навливают ИК-светофильтр.

Для фотографирования проекционным способом используют мощные источники света, однако качество получаемого изображе­ния невысокое. Для фотографирования в проходящих ИК-лучах ис­пользуют копировальные приборы КП-8, КП-10, проводя съемку на просвет или способом рефлексной печати. На контактное стекло прибора кладут ИК-светофильтр, а на него — исследуемый документ, к которому эмульсионным слоем прижимают инфрахроматический материал. Последний накрывают листом черной бумаги, чтобы ис­ключить подсветку фотослоя.

Особенности фотографирования ИК-люминесценции. Схема фотосъемки ИК-люминесценции представлена на рис. 110. Коротко­волновое излучение выделяют светофильтрами типа СЗС из набора паспортизированного стекла или жидкостными. Попадая на поверх­ность документа, лучи света большей частью отражаются, а на участ­ках с угасшими, вытравленными или смытыми записями вызывают свечение веществ красителя. Таким образом, к фотоматериалу идут инфракрасное излучение, содержащее полезную информацию, и ви­димое, создающее помехи. Последнее задерживают с помощью загра­дительного светофильтра. Тогда на инфрахроматический материал попадает лишь ИК-излучение люминесцирующих деталей. Для воз­буждения люминесценции применяются ртутно-кварцевые лампы высокого и сверхвысокого давления. Светофильтры типа СЗС уста­навливают перед источниками света. Необходимую область люмине­сцентного свечения в дальней красной и ближней инфракрасной зонах спектра выделяют светофильтрами КС-17, КС-18. Для съемки применяют фотопластинки «Панинфра», «Инфра-740А», «Инфра-780А» или 35-мм кино- и фотопленки И-740М, И-880М, И-650-950, И-810-2, И-810-2П.

Чтобы предохранить объект от воздействия постороннего ИК-из-лучения, его фотографируют либо в затемненном помещении, либо в специальном бокс-фильтре (рис. 111).

Контроль результатов. Правильность выбранного режима съем­ки контролируют по индикатору — протравленной алюминиевой пластинке с квадратиком из фильтровальной бумаги, пропитанной 0,01%-ным водным раствором метиленового голубого красителя, и квадратиком медной фольги, покрытой слоем закиси меди. При пра­вильно подобранном режиме в отраженных ИК-лучах почти вся по-

372

Рис. 111. Бокс-фильтр для съемки

ИК-люминесценции: 1 —кювета

с раствором сернокислой меди;

2 — крышка; 3 — переходной мех;

4 — насадка(блонда) для

светофильтров; 5 — объектив

фотокамеры

Рис. 110. Схема фотографирования

ИК-люминесценции: 1 — осветитель;

2 — светофильтр, пропускающий

коротковолновое излучение;

3 — объект; 4 — светофильтр,

пропускающий ИК-люминесценцию;

5 — фотокамера; 6 — светочувствительный материал

верхность индикатора передается приблизительно равными плот­ностями почернений. Исключение составляет участок изображения медной фольги, плотность которого не превышает плотности фона. Этот индикатор универсален и позволяет контролировать результа-. ты съемки ИК-люминесценции в различных зонах спектра. В области 700—800 нм интенсивно люминесцирует метиленовый голубой кра­ситель, увеличивая плотность негатива на участке фильтровальной бумаги. В области 800—850 нм преобладает люминесцентное свече­ние закиси меди, соответственно этот участок негатива имеет боль­шую плотность. Плотность остального поля пластинки не превыша­ет плотности вуали.

Часть пятая

КРИМИНАЛИСТИЧЕСКАЯ КИНОСЪЕМКА, ВИДЕОЗАПИСЬ И ГОЛОГРАФИЯ