光子技术使安全性提高

虽然机场安全已经自“9．11”以后得到明显的改善，但为实现比较高的安全水平的技术改进却相对较少．现在，以光电子技术为基础的新技术的开发可能帮助避免对飞机
进一步的攻击．一些应用包括用激光发现炸药，全息扫描方法可以检查隐藏的武器，及成熟扫描虹膜的技术帮助识别旅客和重要的人物等已初见成效．然而，措施引起了更多的隐私权问题，比如旅客能否接受这个使他们变得更“赤裸裸”的技术来换取他们的航空安全，这还是个未知数．
激光查找炸药
飞机场安全关键目的之一是寻找炸药，这是一件困难的工作，因为炸药不一定都能被X射线所发现．现在美国航空管理局、加拿大航空公司和加拿大IDS智能探测组织
联合开发的一项工作表明通过激光在行李外就可以发现炸药的踪迹．如果是提行李的人自己包装炸药，那么他是难以避免在行李外留下蛛丝马迹的．传统的检测技术，采用溶剂擦拭行李然后摄取被溶解的材料通过气相层析，这种技术敏感度比较高，但是要求行李通过进一步的方法来检测．原理上以激光为基础的技术就可以扫描行李的所有内容，当很小的炸药量被一束激光脉冲起爆的时候， IDS的智能探测系统就能探测到．
对于10．6 m 的C02激光， IDS研究人员显示相对于像糖一样的非爆炸物，炸药的爆炸光脉冲能被更早地探测到，激光脉冲启动后，像PETN ， RDX 和Semex-H 的典型爆炸物在1,-~4 ms之内可以被激光引爆，但像糖一样的非爆炸物在7 ms内被引爆．对于这个应用，长脉冲比短脉冲更有效，因为有时间在引爆之前将炸药离子化．
经过炸药爆炸产生的光谱也是容易得到辨认并且从糖这类物质中区别出来，由于Ca和Na元素的存在，炸药全都是含有一些尖锐谱线的宽谱峰值．糖没有宽谱峰值而只有几个尖锐谱线．在实验时，激光束聚焦在单个1 mm宽的点上，在操作装置中光束可以快速仔细地扫描行李的整个表面，探测毫微克含量的残留物．
毫米波显示被隐藏的武器
因为行李是用X 射线来检测的，而且无论如何激光只检查行李的外面，所以行李的激光检验不会引起隐私争议．但是用毫米波穿透衣服寻找隐藏的武器，隐私就会成
为一个问题．
30—300 GHz的毫米射线产生的方法类似于以前那些微波产生的方法，因为它是短波长，能利用像全息摄影那样以光学为基础的技术．对于探测在人的身体上被藏着的武器，放射线有两个优点，一是容易穿透衣服，其次可以反映出金属、塑料和差不多任何其他可以制造武器的材料．扫描仪以大约100 GHz运转展现出接近3 mm 的高分辨率，可以发现适当的小武器并且区别那些无害的像移动电话之类的物体．
第一代毫米波扫描机研究版本有着很大的局限性．毫米波探测器简单的二维空间排列具有相对低的分辨率，并仅得到和毫米波透镜面积差不多大的图像．发射器一接收
器交替的线排列很快地能扫描过整个的身体．图像是被全息技术加工成的．这种系统在单一频率运转，能产生整个的身体一个高分辨率的图像但只是在单一深度，因为系统的焦点深度很小． Battelle太平洋西北国家实验室最近的研究工作就是针对这个局限性使用一个宽频而非单一频率的光源，以及采用原始的十进制运算法重建一个完全的三维空间，具有良好的焦深图像．十进制运算法是源于光学全息术的全息技术和综合性孔径雷达技术的组合，通常用来合成航拍的地形图像．
在实验室中测试使用27—33个GHz的辐射所得的图像清楚地展现了志愿者的衣服下被隐藏的物体．商业的扫描仪将利用更高的频率范围产生更高的分辨率，大约3mm 左右．美国已创建了一个新公司SafeView 将这项技术商业化．
毫米波扫描的隐私权问题从产生的图像上看是清楚的．因为毫米波既被隐藏的物体反射又被人的身体反射，被扫描的图像展现出来的物体都是赤裸裸的．借助3 mm的分辨率，看起来大约像一个正常视力的人去看15 ft外的一个未穿衣服的人的感觉．看上去旅客们并不像能容忍为了提高安全而赤裸裸地被一个陌生人检查．
SafeView公司的总裁Richard Rowe说，因为人的隐私权， FAA 强调把人的照片直接传给操作者看，这是一个合法性问题，公司已开始关注这个问题，通过系统重组只给操作者看一些隐藏物的图像，并不是人的整个身体图像，然而让电脑去分辨哪些图像是身体图像哪些是隐藏物的图像会给模式识别软件造成很大的负担，尤其是如果恐怖分子把武器隐藏在弯曲的容器中时，并且游客对这种能保护他们隐私的软件是否有信心还是一个问题．另一项能够提高安全性，但同时更多地涉及到人隐私权问题的技术就是虹膜扫描． 2001年10月美国IridianTechnologies公司用于正像身份辨识的虹膜扫描技术在阿姆斯特丹的Schipol机场用于自愿接受检查的飞行员中．现在，一些重要机场和航线的所有雇员必须强制接受该项技术的检查．作为人体可辨识的一个元素，虹膜即眼睛中的有色蛋白质有很多特性．作为人体的一部分，虹膜不可能轻易地改
变．而且与指纹不同的是，它可以在一定距离之外成像．对每个人来说，虹膜图案都是独一无二的，即使是同卵的双胞胎也没有一样的虹膜，甚至同一个人的左右眼也有差异．这图案在人的一生中都不会改变。仅在瞳孔对光线产生反应时扩大或者缩小的非常特定的情况下，图案才会发生改变．
用于虹膜辨识的算法是由剑桥大学的计算机科学家John Daugman于1980年初开发的，并于1989年首次实现．从那时起，随着计算机运算能力的提高，Daugman和他的同事，眼科专家Aran Sedir和Leonard Flom 在虹膜扫描处理技术方面取得了实质性的进展．该技术已在Iridian公司获得应用．该系统的核心是采用一种叫做小波分析的数学技术把一幅虹膜图像转变成512字节的图案．小波分析与为人熟知的傅立叶分析有关，它能把图案分解成一系列空间里的有限波．图案被定义在一个坐标系中，这个坐标系不随瞳孔收缩和虹膜图像尺寸的变化而变化．虹膜扫描技术最初的商业试用是在银行的自动提款机上代替密码．但是它在英国国家建筑协会和德州联邦银
行的试行计划没有获得成功，因为新技术过于昂贵．由于9．11事件，应用重点转到了安全方面，试用地就是阿姆斯特丹的Schipol机场和伦敦Heathrow机场．在Schiphol
的志愿计划叫做。忠诚计划”，欧盟成员国的公民可以申请通过而避免海关和移民局的检查．但是旅客必须接受一台仪器对眼睛的检查，来判断他们的虹膜图案是否与。忠诚计划”的成员组成的数据库相吻合．此外，该计划还有些小小的补偿。比如免费停车．但是，参与者必须交纳90美金，并提供其背景资料以及虹膜检查．在计划实行的前3个月里， Schiphol大约有2000位旅客申请．当然，该计划也有漏洞，比如。忠诚计划”的参与者在知道自己能够避免海关检查时，可能会有走私的行为．
今年秋天。Schiphol机场将虹膜辨识计划扩展到了每一个能够接近飞机的雇员，比如维护人员．强制的虹膜检查引起了人权专家对隐私权的关注，因为这可能是迈向基于虹膜扫描技术的全球通用身份证的一步．为了与这些观点保持一致，Schiphol没有将其雇员的虹膜数据加入到虹膜数据库里，而是让雇员随身携带上有虹膜扫描的卡，
卡上的扫描码会与他自己的虹膜扫描数据相比较．这样，虹膜扫描数据不会被挪为他用，比如编制一个国家辨识数据库．当然，虹膜扫描是否用于这种目的，还是继续作为自愿计划的一部分将成为一个公共政策辩论的问题．正如所有的安全系统一样。确保安全但不侵犯隐私权的办法将是科技发展与政治进步共同作用的结晶．

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