MICROSCOPIC MODEL FOR THE OPTICAL PROPERTIES OF THIN FILMS

Résumé
Les propriétés optiques d'un arrangement planaire de molécules, dont l'épaisseur peut atteindre quelques couches moléculaires, sont examinées en utilisant une représentation de dipôles ponctuels pour la molécule dans un champ électrique. On calcule les constantes optiques en utilisant l'approximation électrostatique. On examine les effets sur les propriétés optiques macroscopiques : 1) des fluctuations de densité et d'orientation moléculaire ; 2) des images de dipôles dans le substrat (traité de manière isotrope) ; 3) du nombre de couches moléculaires dans le film. On trouve que les fluctuations de densité n'introduisent généralement qu'un effet de 2^e ordre, tandis que l'image des dipôles et le nombre de couches peuvent dans certaines conditions avoir des effets prononcés, nécessitant que les constantes optiques effectives soient une fonction de la constante diélectrique du substrat et du nombre de couches.

Abstract
The optical properties of thin planar arrays of molecules of thickness up to a few molecular layers are examined using a point dipole representation for a molecule in an electric field, and calculating the optical constants using the electrostatic approximation. The effects on the macroscopic or empirical optical constants arising from : 1) fluctuation in number density and molecular orientation ; 2) dipole imaging in the substrate (treated as isotropic) ; 3) the number of molecular layers in the film, are examined. It is found that fluctuations generally introduce only second order effects, while imaging and number of layers can under certain conditions have pronounced effects, requiring that in general the effective optical constants be a function of substrate dielectric constant and the number of layers.