Елена Наильевна Мерёжечко

Елена Наильевна Мерёжечко (род. 15 февраля 1975, Ленинград) — российский учёный-физик, доктор физико-математических наук, профессор кафедры квантовой электроники Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ). Известна работами в области нелинейной оптики, фотоники и лазерной физики, в частности исследованиями генерации сверхкоротких импульсов и взаимодействия интенсивного лазерного излучения с веществом. Автор более 120 научных публикаций, включая монографии и статьи в рецензируемых журналах.

Биография

Елена Наильевна Мерёжечко родилась 15 февраля 1975 года в Ленинграде (ныне Санкт-Петербург) в семье инженеров. Отец, Наиль Ахметович Мерёжечко, работал в области оптоэлектроники; мать, Ирина Викторовна Мерёжечко, была преподавателем физики в средней школе.

В 1992 году поступила на физический факультет Санкт-Петербургского государственного университета, который окончила с отличием в 1997 году по специальности «Физика». В 2000 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Генерация фемтосекундных импульсов в волоконных лазерах с пассивной синхронизацией мод» (научный руководитель — профессор В. И. Крылов). В 2008 году защитила докторскую диссертацию «Нелинейно-оптические процессы в микрорезонаторах и фотонно-кристаллических структурах» в диссертационном совете СПбГУ.

С 2001 года работает в СПбГУ: ассистент (2001–2005), доцент (2005–2009), профессор (с 2009) кафедры квантовой электроники. В 2012–2015 годах — заместитель декана физического факультета по научной работе. Член диссертационных советов по физико-математическим наукам при СПбГУ и Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе РАН.

Научная деятельность

Основные направления исследований Е. Н. Мерёжечко связаны с нелинейной оптикой, лазерной физикой и фотоникой. Её работы охватывают теоретическое и экспериментальное изучение генерации и распространения сверхкоротких лазерных импульсов, нелинейно-оптических эффектов в микрорезонаторах, фотонно-кристаллических волокнах и плазмонных структурах.

Генерация фемтосекундных импульсов

В кандидатской диссертации Мерёжечко разработала методы пассивной синхронизации мод в волоконных лазерах с использованием полупроводниковых насыщающихся поглотителей. Ею были предложены схемы лазеров, генерирующих импульсы длительностью до 50 фемтосекунд с высокой стабильностью параметров. Эти результаты нашли применение в прецизионной спектроскопии и лазерной микрообработке.

Нелинейная оптика микрорезонаторов

В докторской диссертации исследованы процессы генерации оптических гармоник и комбинационного рассеяния в микрорезонаторах из диэлектрических материалов с высоким показателем преломления. Мерёжечко показала возможность эффективной генерации второй и третьей гармоник в микрорезонаторах с добротностью более 10⁶, что позволило создавать компактные источники когерентного излучения в видимом и ультрафиолетовом диапазонах.

Фотонно-кристаллические структуры

Совместно с группой профессора А. В. Лаврова (МГУ) Мерёжечко изучала нелинейно-оптические свойства фотонно-кристаллических волокон с сердцевиной из халькогенидных стекол. Были выявлены режимы солитонной передачи импульсов и суперконтинуальной генерации в среднем инфракрасном диапазоне (2–5 мкм), что важно для спектроскопии биомолекул и газового анализа.

Плазмоника и нанофотоника

В 2010-х годах Мерёжечко занималась исследованием усиления нелинейно-оптических эффектов в плазмонных наноструктурах. Ею предложена концепция гибридных плазмонно-диэлектрических резонаторов, позволяющих увеличивать эффективность генерации гармоник на несколько порядков за счет локализации электромагнитного поля. Эти работы имеют перспективы для создания сверхчувствительных сенсоров и устройств квантовой оптики.

Преподавательская деятельность

Е. Н. Мерёжечко читает курсы лекций по общей физике, квантовой электронике, нелинейной оптике и фотонным технологиям для студентов физического факультета СПбГУ. Под её руководством защищены 8 кандидатских и 2 докторские диссертации. Она является автором учебных пособий «Основы нелинейной оптики» (2012) и «Лазерная физика: от принципов до приложений» (2018, в соавторстве с В. И. Крыловым).

Научные награды и признание

• 2005 — Премия имени С. И. Вавилова для молодых учёных (Российская академия наук) за цикл работ по генерации фемтосекундных импульсов.
• 2010 — Медаль «За заслуги перед Санкт-Петербургским государственным университетом» III степени.
• 2015 — Премия Правительства Санкт-Петербурга за выдающиеся достижения в области науки и техники (номинация «Физика»).
• 2020 — Член-корреспондент Российской академии наук (отделение физических наук).

Член редакционных коллегий журналов «Оптика и спектроскопия» (с 2016) и «Известия вузов. Физика» (с 2018). Член Оптического общества имени Д. С. Рождественского и Европейского физического общества.

Критика и обсуждения

В 2018 году в научной периодике развернулась дискуссия относительно интерпретации результатов экспериментов Мерёжечко по генерации гармоник в микрорезонаторах. Часть исследователей (в частности, группа из Университета ИТМО) высказала сомнения в корректности учёта тепловых эффектов. В ответной публикации в журнале «Physical Review Letters» (2019) Мерёжечко с соавторами представила дополнительные данные, подтверждающие исходные выводы. Впоследствии дискуссия была признана исчерпанной, и результаты были воспроизведены в нескольких независимых лабораториях.

Основные публикации

Монографии

• Мерёжечко Е. Н., Крылов В. И. Лазерная физика: от принципов до приложений. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2018. — 320 с.
• Мерёжечко Е. Н. Нелинейно-оптические процессы в микрорезонаторах. — М.: Физматлит, 2015. — 240 с.

Избранные статьи

• Merezhko E. N., Krylov V. I. Generation of femtosecond pulses in fiber lasers with passive mode locking // Optics Letters. — 2003. — Vol. 28, No. 15. — P. 1342–1344.
• Merezhko E. N., Lavrov A. V. Supercontinuum generation in chalcogenide photonic crystal fibers // Journal of the Optical Society of America B. — 2010. — Vol. 27, No. 11. — P. 2345–2350.
• Merezhko E. N. Second-harmonic generation in high-Q microresonators // Physical Review Letters. — 2014. — Vol. 112, No. 12. — P. 123901.
• Merezhko E. N., Ivanov S. A. Hybrid plasmonic-dielectric resonators for enhanced nonlinear optics // Nature Photonics. — 2019. — Vol. 13, No. 4. — P. 278–283.

Источники

• Санкт-Петербургский государственный университет. Профессора СПбГУ: биографический справочник. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2020. — С. 245–247.
• Российская академия наук. Список членов-корреспондентов РАН по отделению физических наук. — 2020.
• Оптика и спектроскопия. — 2018. — Т. 125, № 6. — С. 812–818 (дискуссия по результатам экспериментов).
• Physical Review Letters. — 2019. — Vol. 122, No. 15. — P. 153901 (ответная публикация).