[发明专利]一种潜指纹的免标记Stokes参量偏振共焦显微成像系统及方法

说明书

本发明公开了一种潜指纹的免标记Stokes参量偏振共焦显微成像系统及方法。所述系统包括偏振产生模块、共焦扫描模块、偏振测量模块和数据采集成像模块。本发明基于Stokes参量测量进行指纹偏振扫描成像，获得单色平面偏振光通过印有指纹印痕的客体后的Stokes参量和偏振参量指纹图像。本发明能很好地降低由客体如镜面的透射形成的背景亮度，使指纹与背景反差明显，图像背景干扰得到弱化，指纹辨识度提高；通过本发明获得的指纹图像，其纹理细节丰富、呈现出清晰的一级特征、二级特征、以及其他指纹成像方法中难以观察到的部分三级特征细节；且本发明操作简易，无需对指纹样品做处理，避免对指纹造成破坏。

技术领域

本发明涉及潜指纹检测技术领域，尤其涉及一种潜指纹的免标记Stokes参量偏振共焦显微成像系统及方法。

背景技术

潜指纹是由于指上的汗孔和脂肪腺时刻分泌着汗液和皮脂等化学成分，当手指接触施力在物体上时，将手指上的汗液和油脂等映射着指纹纹路的遗迹。潜指纹因不可直接被观察而容易被忽视，但其包含着每个人独特的真皮纹线形态信息。可通过分析潜指纹上的乳突纹线整体形态信息和乳突纹线偏转所形成的细节特征，进行分类识别与数据库样本比对，实现指纹鉴定和个体识别。对潜指纹的显现，在刑侦科学、身份鉴定、信息安全等领域具有重要应用价值。

目前，新型的潜指纹成像技术包括荧光技术法、纳米粒子法、免疫技术、适配体法、化学(或高光谱)成像法等。Xinxin Zhu等提出用聚乙烯亚胺(PEI)修饰碳点(CDs)与异硫氰酸荧光素(FITC)缀合成的CDs-FITC复合物用于荧光浅指纹的成像；Kim Young-Jae等将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)引入荧光二氧化硅纳米粒子(FSNP)的表面以用于增强在亲水性和疏水性底物上的潜指纹检测；Lam R等进行了用于检测潜指纹的多靶免疫原性试剂的评估；ZhaoJ等使用嵌入SERS记录的核酸壳纳米粒子适配体来显现指纹；Tahtouh等进行的红外光谱尝试，对指纹用氰基丙烯酸酯熏显处理，利用其在红外光谱区对荧光强烈的吸收特性成像。这些方法均是利用物质的荧光特性或与指纹成分吸附、或结合、或反应后化合物的特性检测成像，进而显示指纹乳突痕迹，得到的指纹性能指标都较好，能达到二级特征等级，但存在背景光干扰、对比度较差，操作复杂，开发时间长，造价成本高，操作人员使用上手难度大等问题，部分有害试剂和染料或对操作人员造成损害，且指纹与试剂或是适配体等结合过程对指纹样本造成不可逆的破坏。高树辉等人提出将偏振成像技术用于潜指纹的新检测方法，发现利用偏振成像技术也能更好地获得指纹的细节信息。但一般传统偏振成像方法操作繁杂、部分实验前仍需对样品进行的如涂撒金、银等金属粉末等的处理操作，不免也对指纹造成破坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种潜指纹的免标记Stokes参量偏振共焦显微成像系统及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种潜指纹的免标记Stokes参量偏振共焦显微成像系统，包括：

偏振产生模块，其包括激光器和偏振片；所述激光器发出的激光经偏振片产生偏振光；

共焦扫描模块，其包括第一物镜、位移台和第一透镜；从所述偏振产生模块产生的偏振光经第一物镜聚焦入射至指纹样品，所述位移台用于对指纹样品进行扫描，经过指纹样品后携带指纹信息的出射光经第一透镜转换成平行光传出；

偏振测量模块，其包括三个分束镜和四路Stokes偏振光采集光路；从所述共焦扫描模块的第一透镜传出的平行光经三个分束镜进入四路Stokes偏振光采集光路，每路Stokes偏振光采集光路沿光传输方向依次包括偏振片、物镜和光电探测器；

数据采集成像模块，其包括数模转换器和处理器；从所述偏振测量模块的光电探测器输出的信号经数模转换器转化并传至处理器进行处理，最后输出反映指纹特征的图像。