Experimental air-broadened line parameters in the ν₂ band of CH₃D

Authors: Predoi-Cross, A; Brawley-Tremblay, S; Povey, C; Smith, M A.

Source: Canadian Journal of Physics, Volume 85, Number 2, February 2007 , pp. 199-218(20)

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Abstract:

In this study, we report the first experimental measurements of air-broadening and air-induced pressure-shift coefficients for approximately 378 transitions in the ν₂ fundamental band of CH₃D. These results were obtained from analysis of 17 room-temperature laboratory absorption spectra recorded at 0.0056 cm^-1 resolution using the McMath-Pierce Fourier transform spectrometer located on Kitt Peak, Ariz. Three absorption cells with path lengths of 10.2, 25, and 150 cm were used to record the spectra. The total sample pressures ranged from 0.129 × 10^-2 to 52.855 × 10^-2 atm with CH₃D volume mixing ratios of approximately 0.0109 in air. The spectra were analyzed using a multispectrum nonlinear least-squares fitting technique. We report measurements for air pressure-broadening coefficients for transitions with quantum numbers as high as J′′ = 20 and K = 15, where K′′ = K′ ≡ K (for a parallel band). The measured air-broadening coefficients range from 0.0205 to 0.0835 cm^-1atm^-1 at 296 K. All the measured pressure-shift coefficients are negative and are found to vary from about -0.0005 to -0.0080 cm^-1 atm^-1 at the temperature of the spectra. We have examined the dependence of the measured broadening and shift parameters on the J′′, and K quantum numbers and also developed empirical expressions to describe the broadening coefficients in terms of m (m = -J′′, J′′, and J′′ + 1 in the ^QP-, ^QQ-, and ^QR-branch, respectively) and K. On average, the empirical expressions reproduce the measured broadening coefficients to within 4.4%.PACS Nos.: 33.20.Ea, 39.30+w

Dans cette étude nous présentons les premières mesures expérimentales des coefficients d'étalement et d'élargissement dû à la pression d'air pour approximativement 378 transitions dans la bande fondamentale ν₂ de CH₃D. Ces résultats sont obtenus de l'analyse de 17 spectres d'absorption pris à la température du laboratoire avec une résolution de 0,0056 cm^-1 en utilisant un spectromètre McMath-Pierce à transformée de Fourier situé à Kitt Peak en Arizona. Nous avons utilisé trois cellules d'absorption avec des longueurs de parcours de 10,2, 25 et 150 cm, afin d'enregistrer les spectres. La pression totale des échantillons allait de 0,129 x 10^-2 à 52,855 × 10^-2 atm, avec un rapport de mélange en volume de CH₃D dans l'air de 0,0109 approximativement. Les spectres ont été analysés à l'aide d'une méthode d'ajustement par moindres carrés non linéaire et multispectrale. Nous présentons des mesures de coefficients d'étalement par pression pour des transitions avec nombres quantiques aussi hauts que J′′ = 20 et K = 15, où K = K′ = K′′ (pour bande parallèle). Ces mesures donnent toutes des coefficients négatifs qui varient approximativement de -0,005 à -0,0835 cm^-1 atm^-1 à la température des spectres. Nous avons examiné la dépendance des paramètres d'étalement et d'élargissement sur les nombres quantiques J′′ et K et avons développé des expressions empiriques pour décrire les coefficients d'étalement en fonction de m (m = -J′, J′′ et J′′ + 1 dans les branches ^QP, ^QQ et ^QR respectivement) et K. En moyenne, les expressions empiriques reproduisent les coefficients mesurés avec une précision de 4,4%.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2007-02-01

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