Doppler-free saturated-absorption Lamb dips were measured at sub-Pa pressures on rovibrational lines of H216O near 7180 cm−1, using optical feedback frequency stabilized cavity ring-down spectroscopy. The saturation of the considered lines is so high that at the early stage of the ring down, the cavity loss rate remains unaffected by the absorption. By referencing the laser source to an optical frequency comb, transition frequencies are determined down to 100 Hz precision and kHz accuracy. The developed setup allows resolving highly K-type blended doublets separated by about 10 MHz (to be compared to a HWHM Doppler width on the order of 300 MHz). A comparison with the most recent spectroscopic databases is discussed. The determined K-type splittings are found to be very well predicted by the most recent variational calculations.
REFERENCES
1.
T.
Udem
, R.
Holzwarth
, and T. W.
Hänsch
, Nature
416
, 233
–237
(2002
).2.
D.
Long
, G.-W.
Truong
, J.
Hodges
, and C.
Miller
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
130
, 112
–115
(2013
).3.
K. K.
Bielska
, S.
Wójtewicz
, P.
Morzynski
, P.
Ablewski
, A.
Cygan
, M.
Bober
, J.
Domysławska
, M.
Zawada
, R.
Ciuryło
, P.
Masłowski
, and D.
Lisak
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
201
, 156
–160
(2017
).4.
V. T.
Sironneau
and J. T.
Hodges
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
152
, 1
–15
(2015
).5.
J.
Domysławska
, S.
Wójtewicz
, D.
Lisak
, A.
Cygan
, F.
Ozimek
, K.
Stec
et al., J. Chem. Phys.
136
, 024201
(2012
).6.
M.
Zolot
, F. R.
Giorgetta
, E.
Baumann
, W. C.
Swann
, I.
Coddington
, and N. R.
Newbury
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
118
, 26
–39
(2013
).7.
D.
Mazzotti
, P.
Cancio
, A.
Castrillo
, I.
Galli
, G.
Giusfredi
, and P.
De Natale
, J. Opt. A: Pure Appl. Opt.
8
, S490
–S493
(2006
).8.
D.
Mondelain
, T.
Sala
, S.
Kassi
, D.
Romanini
, M.
Marangoni
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
154
, 35
–43
(2015
).9.
D.
Mondelain
, S. N.
Mikhailenko
, E. V.
Karlovets
, S.
Béguier
, S.
Kassi
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
203
, 206
(2017
).10.
D.
Mondelain
, S.
Kassi
, T.
Sala
, D.
Romanini
, M.
Marangoni
, and A.
Campargue
, J. Mol. Spectrosc.
326
, 5
–8
(2016
).11.
T.
Hänsch
, I.
Shahin
, and A.
Schawlow
, Nature
235
, 63
–65
(1972
).12.
D.
Romanini
, P.
Dupré
, and R.
Jost
, Vib. Spectrosc.
19
, 93
–106
(1999
).13.
C. R.
Bucher
, K. K.
Lehmann
, D. F.
Plusquellic
, and G. T.
Fraser
, Appl. Opt.
39
, 3154
–3164
(2000
).14.
G.
Gagliardi
, G.
Rusciano
, and L.
Gianfrani
, Appl. Phys. B
70
, 883
–888
(2000
).15.
I.
Galli
, S.
Bartalini
, P.
Cancio Pastor
, F.
Cappelli
, G.
Giusfredi
, D.
Mazzotti
, N.
Akikusa
, M.
Yamanishi
, and P.
De Natale
, Mol. Phys.
111
, 2041
–2045
(2013
).16.
D.
Lisak
and J. T.
Hodges
, Appl. Phys. B
88
, 317
–325
(2007
).17.
G.
Galzerano
, E.
Fasci
, A.
Castrillo
, A.
Coluccelli
, L.
Gianfrani
, and P.
Laporta
, Opt. Lett.
34
, 3107
–3110
(2009
).18.
G.
Galzerano
, A.
Gambetta
, E.
Fasci
, A.
Castrillo
, M.
Marangoni
, P.
Laporta
et al., Appl. Phys. B
102
, 725
–729
(2010
).19.
J.
Burkart
, T.
Sala
, D.
Romanini
, M.
Marangoni
, A.
Campargue
, and S.
Kassi
, J. Chem. Phys.
142
, 191103
(2015
).20.
L. S.
Rothman
, I. E.
Gordon
, Y.
Babikov
, A.
Barbe
, D.
Chris Benner
, P. F.
Bernath
, M.
Birk
, L.
Bizzocchi
, V.
Boudon
, L. R.
Brown
, A.
Campargue
, K.
Chance
, L.
Coudert
, V. M.
Devi
, B. J.
Drouin
, A.
Fayt
, J.-M.
Flaud
, R. R.
Gamache
, J.
Harrison
, J.-M.
Hartmann
, C.
Hill
, J. T.
Hodges
, D.
Jacquemart
, A.
Jolly
, J.
Lamouroux
, R. J.
LeRoy
, G.
Lia
, D.
Longo
, C. J.
Mackie
, S. T.
Massie
, S.
Mikhailenko
, H. S. P.
Müller
, O. V.
Naumenko
, A. V.
Nikitin
, J.
Orphal
, V.
Perevalov
, A.
Perrin
, E. R.
Polovtseva
, C.
Richard
, M. A. H.
Smith
, E.
Starikova
, K.
Sung
, S.
Tashkun
, J.
Tennyson
, G. C.
Toon
, Vl. G.
Tyuterev
, J.
Vander Auwera
, and G.
Wagner
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
130
, 4
–50
(2013
).21.
D.
Gatti
, R.
Gotti
, A.
Gambetta
, M.
Belmonte
, G.
Galzerano
, P.
Laporta
et al., Sci. Rep.
6
, 27183
(2016
).22.
A.
Madej
, A. J.
Alcock
, A.
Czajkowski
, J. E.
Bernard
, and S.
Chepurov
, J. Opt. Soc. Am. B
23
, 2200
–2208
(2006
).23.
S.
Twagirayezu
, M. J.
Cich
, T. J.
Sears
, C. P.
McRaven
, and G. E.
Hall
, J. Mol. Spectrosc.
316
, 64
–71
(2015
).24.
G.
Giusfredi
, S.
Bartalini
, S.
Borri
, P.
Cancio
, I.
Galli
, D.
Mazzotti
, and P.
De Natale
, Phys. Rev. Lett.
104
, 110801
(2010
).25.
J.
Burkart
, D.
Romanini
, and S.
Kassi
, Opt. Lett.
38
, 2062
–2064
(2013
).26.
J.
Burkart
, D.
Romanini
, and S.
Kassi
, Opt. Lett.
39
, 4695
–4698
(2014
).27.
J.
Burkart
and S.
Kassi
, Appl. Phys. B
119
, 97
–109
(2015
).28.
J. A.
Stone
and P.
Egan
, J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol.
115
, 413
–431
(2010
).29.
J.
Burkart
, Ph.D. thesis, Université Joseph Fourier de Grenoble
, 2015
.30.
T.
Stoltmann
, M.
Casado
, M.
Daëron
, A.
Landais
, and S.
Kassi
, Anal. Chem.
89
, 10129
(2017
).31.
B. E.
Grossman
and E. V.
Browell
, J. Mol. Spectrosc.
136
, 264
–294
(1989
).32.
C. J.
Bordé
, J. L.
Hall
, C. V.
Kunasz
, and D. G.
Hummer
, Phys. Rev. A
14
(1
), 236
–263
(1976
).33.
J.
Tennyson
, P. F.
Bernath
, L. R.
Brown
, A.
Campargue
, A. G.
Császár
, L.
Daumont
, R. R.
Gamache
, J. T.
Hodges
, O. V.
Naumenko
, O. L.
Polyansky
, L. S.
Rothman
, A. C.
Vandaele
, N. F.
Zobov
, A. R.
Al Derzi
, A. Z.
Fazliev
, T.
Furtenbacher
, I. F.
Gordon
, and L.
Lodi
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
117
, 29
–58
(2013
).34.
V. I.
Starikov
and S. N.
Mikhailenko
, J. Mol. Struct.
442
, 39
–53
(1998
).35.
T.
Furtenbacher
, A.
Csaszar
, and J.
Tennyson
, J. Mol. Spectrosc.
245
, 115
–125
(2007
).36.
R. A.
Toth
, Appl. Opt.
33
, 4868
–4879
(1994
).37.
L.
Régalia
, C.
Oudot
, S.
Mikhailenko
, L.
Wang
, X.
Thomas
, A.
Jenouvrier
, and P.
Von der Heyden
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
136
, 119
–136
(2014
).38.
A.
Jenouvrier
, L.
Daumont
, L.
Régalia-Jarlot
, Vl. G.
Tyuterev
, M.
Carleer
, A. C.
Vandaele
, S.
Mikhailenko
, and S.
Fally
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
105
, 326
–355
(2007
).39.
S. N.
Mikhailenko
, S.
Kassi
, D.
Mondelain
, R. R.
Gamache
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
179
, 198
–216
(2016
).40.
S.
Mikhailenko
, S.
Kassi
, L.
Wang
, and A.
Campargue
, J. Mol. Spectrosc.
269
, 92
–103
(2011
).41.
O.
Leshchishina
, S.
Mikhailenko
, D.
Mondelain
, S.
Kassi
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
113
, 2155
–2166
(2012
).42.
O.
Leshchishina
, S.
Mikhailenko
, D.
Mondelain
, S.
Kassi
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
130
, 69
–80
(2013
).43.
S. N.
Campargue
, B. G.
Mikhailenko
, E. V.
Lohan
, D.
Karlovets
, Mondelain
, and S.
Kassi
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
157
, 135
–152
(2015
).44.
S. N.
Mikhailenko
, D.
Mondelain
, E. V.
Karlovets
, S.
Kassi
, and A.
Campargue
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
206
, 163
–171
(2018
).45.
H.
Partridge
and D. W.
Schwenke
, J. Chem. Phys.
106
, 4618
–4639
(1997
).46.
D. W.
Schwenke
and H.
Partridge
, J. Chem. Phys.
113
, 6592
–6597
(2000
).47.
O. L.
Polyansky
, A. A.
Kyuberis
, N. F.
Zobov
, J.
Tennyson
, S. N.
Yurchenko
, and L.
Lodi
, private communication (October 2017
).48.
I.
Bubukina
, N. F.
Zobov
, O. L.
Polyansky
, S. V.
Shirin
, and S. N.
Yurchenko
, Opt. Spectrosc.
110
, 160
–166
(2011
).49.
O. L.
Polyansky
, R. I.
Ovsyannikov
, A. A.
Kyuberis
, L.
Lodi
, J.
Tennyson
, and N. F.
Zobov
, J. Phys. Chem.
117
, 9633
–9643
(2013
).50.
R. J.
Barber
, J.
Tennyson
, G. J.
Harris
, and R. N.
Tolchenov
, Mon. Not. R. Astron. Soc.
368
, 1087
–1094
(2006
).51.
See http://spectra.iao.ru/1536x765/en/mol/survey/1/ for water line lists based on variational calculations by Schwenke and Partridge.
© 2018 Author(s).
2018
Author(s)
You do not currently have access to this content.
