미세도(피네스) (Finesse)
한 줄 정의: 광공진기의 자유스펙트럼범위를 공진 선폭으로 나눈 값으로, 공진이 얼마나 날카로운지를 나타냅니다.
쉽게 풀면
공진기 안에서 빛은 두 거울 사이를 여러 번 오가며 특정 파장에서만 강하게 투과합니다. 미세도는 이 투과 봉우리들 사이 간격이 봉우리 폭보다 몇 배 넓은지를 뜻합니다. 거울 반사율이 높을수록 빛이 더 오래 머물러 미세도가 커지고 봉우리가 뾰족해집니다.
왜 중요한가
분광 분해능, 레이저 주파수 안정화, 중력파 검출기처럼 아주 작은 주파수·길이 변화를 읽어야 하는 실험에서 공진기 성능을 비교하는 기본 지표입니다. 논문에서는 미세도와 함께 반사율, 선폭, Q 인자를 함께 보고하는 경우가 많습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"초저손실 유전체 거울을 사용하여 미세도 약 10⁵의 기준 공진기를 구성하였다."
미세도가 공진기 품질을 요약하는 수치로 쓰인 예입니다.
조금 더 깊게 보면
정의는 F = FSR/δν이며, 손실이 거울 반사에서만 생기는 이상적인 경우 반사율 R에 대해 F ≈ π√R/(1−R)로 근사됩니다. 미세도는 빛이 공진기 안에서 사라지기 전 평균적으로 왕복하는 횟수와 비례하는 의미도 가집니다. Q 인자는 공진 주파수를 선폭으로 나눈 값이라 미세도와 비슷하지만 공진기 길이에 따라 달라진다는 차이가 있습니다.
주의할 점
미세도는 공진기의 성능 지표이지 특정 소자가 아닙니다. 두 평행 반사면으로 된 소자 자체는 파브리-페로 에탈론 항목을 참고하세요.