Intensity and self-broadening coefficient measurements from Fourier transform spectra : application to the nitric oxide fundamental band^*

Intensités et coefficients d’autoélargissement par la pression à partir de spectres obtenus par spectrométrie de Fourier : Application à la bande fondamentale de NO

¹ Laboratoire de Physique Moléculaire et d’optique Atmosphérique, (C.N.R.S.) Bât. 221, Campus d’Orsay, F 91405 Orsay Cedex, France.
² Laboratoire d’Infrarouge, (C.N.R.S., La N° 194) Bât. 350, Campus d’Orsay, F 91405 Orsay Cedex, France.

Abstract

Several absorption Fourier Transform spectra (resolution 2.7 × 10^–3 cm^–1) of the ¹⁵N¹⁶O and ¹⁴N¹⁶O isotopic species of nitric oxide, have been used to obtain intensities and self-broadening coefficients for lines near 5.4 µm. To accurately take into account the effect of the Λ-type splitting in the determination of individual intensities of each component from observed total equivalent widths, an extension of the usual curve of growth method is proposed. It is proved that such an improvement of the method does avoid a systematic 33 % error in the measurements. 84 intensities obtained in this way are reported for the Λ-doublets of the ¹⁵N¹⁶O 1 ← 0 allowed sub-bands, with an average uncertainty of about ± 8 %. 50 intensities for lines belonging to the well resolved Λ-doublets of the ¹⁵N¹⁶O 1 ← 0 forbidden sub-band are given, as also intensities of 22 Λ-doublets of the ¹⁵N¹⁶O 2 ← 1 band. Intensities of 64 Λ-doublets of the ¹⁴N¹⁶O 1 ← 0 allowed sub-bands are proposed. A method is presented to deduce the collisional-broadening coefficient of absorption lines from their depth, measured on Fourier Transform spectra. 107 self-broadening coefficients obtained in this manner are reported for line of the ¹⁵N¹⁶O 1 ← 0 forbidden sub-band, with an estimated uncertainty varying from ± 15 % to ± 25 % according to the line. Comparisons with previous measured or calculated strengths and widths are also established.

Résumé

Nous avons utilisé plusieurs spectres d’absorption des isotopes ¹⁵N¹⁶O et ¹⁴N¹⁶O de l’oxyde azotique (spectres enregistrés par Transformée de Fourier avec une résolution de 2,7 × 10^–3 cm^–1) pour déterminer les intensités et les coefficients d’autoélargissement par la pression de raies situées vers 5,4 µm. Nous présentons une extension de la méthode habituelle de la courbe de croissance, pour tenir compte avec précision de l’effet dû au dédoublement de type Λ, lors de la déduction des intensités individuelles de chaque composante à partir des largeurs équivalentes globales observées. Il est prouvé qu’une telle amélioration de la méthode permet d’éviter pour nos mesures une erreur systématique de 33 %. 84 intensités ont été obtenues de cette façon pour des doublets Λ des sous-bandes permises 1 ← 0 de ¹⁵N¹⁶O, et ceci avec une incertitude estimée en moyenne à ± 8 %. Nous rapportons aussi 50 intensités pour des raies appartenant à des doublets Λ bien résolus de la sous-bande interdite 1 ← 0 de ¹⁵N¹⁶O ainsi que les intensités de 22 doublets Λ de la bande 2 ← 1 de ¹⁵N¹⁶O. Nous donnons les intensités de 64 doublets Λ des sous-bandes permises 1 ← O de ¹⁴N¹⁶O. Nous présentons une méthode pour déterminer le coefficient d’élargissement par la pression des raies d’absorption à partir de leur profondeur mesurée sur des spectres enregistrés par Transformée de Fourier. Nous donnons 107 coefficients d’autoélargissement par la pression, obtenus de cette façon pour des raies appartenant à la sous-bande interdite 1 ← 0 de ¹⁵N¹⁶0, leur incertitude variant entre ± 15 % et 25 % selon la raie. Des comparaisons avec les intensités et les largeurs, mesurées ou calculées, disponibles dans la littérature sont présentées dans ce travail.