EPÓNIMOS

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Brian Kernighan
Brian Kernighan en Bell Labs en 2012.
Información personal
Nombre de nacimiento	Brian Wilson Kernighan
Nacimiento	1 de enero de 1942 Toronto (Canadá)
Nacionalidad	Canadiense y estadounidense
Educación
Educación	doctor en filosofía
Educado en	Universidad de Toronto (1960-1964) Universidad de Princeton (Ph.D. en Ingeniería eléctrica; hasta 1969)
Supervisor doctoral	Peter Weiner
Información profesional
Ocupación	Informático teórico, ingeniero, programador, escritor y profesor universitario
Área	Informático teórico, ciencias de la información, programación y lenguaje de programación
Empleador	Universidad de Princeton Bell Labs Project MAC Bell Labs (1969-2000)
Obras notables	AWK AMPL El lenguaje de programación C Unix
Miembro de	Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias Academia Nacional de Ingeniería (desde 2002)
Sitio web	www.cs.princeton.edu/~bwk
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Brian Wilson Kernighan (/ˈkɜːrnɪhæn/), científico de la computación, nacido en Toronto, Canadá en 1942. Conocido por la coautoría del libro El lenguaje de programación C. Trabajó en los Laboratorios Bell junto con Ken Thompson y Dennis Ritchie, donde ayudó en el desarrollo del sistema operativo Unix, programando utilidades como ditroff. Kernighan recibió su licenciatura en física e ingeniería en la Universidad de Toronto. Se doctoró en ingeniería eléctrica por la Universidad de Princeton, donde desde 2000 es profesor de ciencias de la computación.

Aunque prefiere el lenguaje C a cualquier otro (dijo que si tuviera que llevarse un lenguaje de programación a una isla desierta, tendría que ser C) Kernighan niega cualquier contribución suya en su diseño, acreditando su autoría total a Dennis Ritchie ("es enteramente obra de Dennis Ritchie"). No obstante contribuyó en la creación de otros lenguajes como AWK y AMPL. La "K" de las letras K&R con las que se conoce su libro más famoso, y la "K" de AWK derivan de "Kernighan".

Kernighan fue también editor en temas de software para Prentice-Hall International. Su serie Software Tools extendió la esencia del 'pensamiento C/Unix', como mejora sobre los más establecidos en el momento BASIC, FORTRAN, y Pascal.

Resumen de logros

• El lenguaje de programación AWK, junto con Alfred V. Aho y Peter Weinberger, y su libro The AWK Programming Language.
• El lenguaje de programación AMPL.
• El libro The Practice of Programming.
• Software Tools, un libro y un conjunto de herramientas para C y Pascal, junto con P. J. Plauger.
• The Unix Programming Environment, un tutorial junto con Rob Pike.
• The C Programming Language, junto con Dennis Ritchie (creador de C), que fue la primera guía del lenguaje C.
• El lenguaje de procesamiento de textos pic para troff.
• El lenguaje de procesamiento de textos eqn para troff.
• The Principles of Programming, también con Rob Pike.
• Why Pascal is Not My Favorite Programming Language, una crítica popular del lenguaje Pascal diseñado por Niklaus Wirth. Algunas partes de la crítica han perdido validez gracias al estándar ISO 7185 (Programming Languages - Pascal), ya que el artículo fue escrito antes de la aparición de dicho estándar. (AT&T Computing Science Technical Report #100).

EPÓNIMO :

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AWK
Alfred Aho, Brian Kernighan y Peter J. Weinberger bell labs
Información general
Paradigma	Programación dirigida por eventos, Programación imperativa
Apareció en	1977, última revisión 1985, la versión POSIX actual es IEEE Std 1003.1-2004
Diseñado por	Alfred Aho, Peter Weinberger, and Brian Kernighan
Sistema de tipos	débil, dinámico
Implementaciones	awk, GNU Awk, mawk, nawk, MKS AWK, Thompson AWK (compilador), Awka (compilador)
Dialectos	old awk oawk 1977, new awk nawk 1985, GNU Awk
Influido por	C, Bourne shell, SNOBOL
Ha influido a	Perl, Korn shell(ksh93, dtksh, tksh), JavaScript
Sistema operativo	Multiplataforma
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AWK es un lenguaje de programación diseñado para procesar datos basados en texto, ya sean ficheros o flujos de datos. El nombre AWK deriva de las iniciales de los apellidos de sus autores: Alfred Aho, Peter Weinberger, y Brian Kernighan. awk, cuando está escrito todo en minúsculas, hace referencia al programa de Unix o Plan 9 que interpreta programas escritos en el lenguaje de programación AWK.

AWK es ejemplo de un lenguaje de programación que usa ampliamente el tipo de datos de listas asociativas (es decir, listas indexadas por cadenas clave), y expresiones regulares. El poder, brevedad y limitaciones de los programas de AWK y las secuencias de órdenes de sed inspiraron a Larry Wall a escribir Perl. Debido a su densa notación, todos estos lenguajes son frecuentemente usados para escribir programas de una línea.

AWK fue una de las primeras herramientas en aparecer en Unix (en la versión 3) y ganó popularidad como una manera de añadir funcionalidad a las canalizaciones de Unix. La implementación de alguna versión del lenguaje AWK es estándar en casi todo sistema operativo tipo unix moderno. AWK figura en las Single UNIX Specification (especificaciones básicas de unix) como una de las utilidades necesarias de todo sistema operativo Unix. Se pueden instalar implementaciones de AWK en casi todos los demás sistemas operativos.

Estructura de los programas AWK

Generalmente hablando, a AWK se le dan dos piezas de datos: un fichero de órdenes y un fichero primario de entrada. Un fichero de órdenes (que puede ser un fichero real, o puede ser incluido en la invocación de AWK desde la línea de órdenes) contiene una serie de órdenes que le dicen a AWK cómo procesar el fichero de entrada. El fichero primario de entrada es normalmente texto formateado de alguna manera; puede ser en un fichero real, o puede ser leído por AWK de la entrada estándar (teclado). Un programa AWK típico consiste en una serie de líneas, cada una de la forma

/patrón/ { acción }

donde patrón es una expresión regular y acción es una orden. La mayoría de las implementaciones de AWK usan expresiones regulares extendidas de manera predeterminada. AWK mira a lo largo del fichero de entrada; cuando encuentra una línea que coincide con el "patrón", ejecuta la (s) orden (es) indicadas en "acción". Las formas alternativas incluyen:

BEGIN { acción }

Ejecuta las órdenes acción al comienzo de la ejecución, antes de que los datos comiencen a ser procesados.

END { acción }

Similar a la forma previa pero ejecuta las órdenes acción después de que todos los datos sean procesados.

/patrón/

Imprime las líneas acordes al patrón.

{ acción }

Ejecuta acción por cada línea en la entrada.

Cada una de estas formas pueden incluirse varias veces en un archivo. El fichero se procesa de manera progresiva, de modo tal que, si hubiera dos declaraciones "BEGIN", sus contenidos se ejecutarán en orden de aparición. Las declaraciones "BEGIN" y "END" no necesitan estar en forma ordenada.

AWK fue creado como un sustituto para los algoritmos escritos en C para métodos de análisis de texto.

John Kerr
Información personal
Nacimiento	17 de diciembre de 1824 Ardrossan (Reino Unido)
Fallecimiento	15 de agosto de 1907 (82 años) Glasgow (Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda)
Nacionalidad	Británica
Educación
Educado en	Universidad de Glasgow
Información profesional
Ocupación	Físico y clérigo
Área	Física
Empleador	Universidad de Glasgow (hasta 1846)
Miembro de	Real Sociedad de Londres
Distinciones	Miembro de la Royal Society Medalla Real (1898)
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John Kerr (17 de diciembre de 1824 - 15 de agosto de 1907) fue un físico escocés y un pionero en el campo de la electro-óptica. Es conocido, principalmente, por el descubrimiento de lo que ahora se conoce como el efecto Kerr.

Biografía

John Kerr nació el 17 de diciembre de 1824 en Ardrossan, Escocia.^[1] Fue estudiante en Glasgow de 1841 a 1846, y en el "Theological College of the Free Church" de Escocia en Edimburgo, en 1849. En 1857 fue un profesor de matemáticas en el "Free Church Training College" en Glasgow. Murió en Glasgow en 1907.^[2][3]

El trabajo experimental más importante de Kerr fue el descubrimiento de la doble refracción en dieléctricos sólidos y líquidos dentro de un campo electrostático (1875) y el ahora conocido como efecto Kerr.^[4] En el efecto Kerr, un cambio en el índice de refracción es proporcional al cuadrado del campo eléctrico. Cuando la relación es lineal, el fenómeno se conoce como el efecto Pockels. Kerr también demostró un fenómeno similar para campos magnéticos, y es ahora conocido como el efecto Kerr magneto-óptico. La luz de los láseres permite conseguir el efecto usando el propio campo eléctrico de la luz, es el efecto Kerr AC.^[2] Kerr también demostró un fenómeno similar para los campos magnéticos, y ahora se llama el efecto Kerr magneto-óptico.^[5][6]

El efecto Kerr es explotado en la celda de Kerr, que es usada en aplicaciones como obturadores en fotografía de alta velocidad, con velocidades de obturación tan altas como 100 ns. En 1928 Karolus y Mittelstaedt usaron una celda de Kerr en modular un haz de luz para medir su velocidad. Mediciones anteriores han utilizado medios mecánicos de modulación alcanzando frecuencias de alrededor de 10 kHz, pero la celda de Kerr permite frecuencias de 10 MHz y una mayor precisión de las medidas. La celda original de Kerr fue un bloque de vidrio. Las celdas modernas son más comúnmente llenadas con líquidos como el nitrobenceno.^[2]

Kerr fue también uno de los primeros defensores del sistema métrico en el Reino Unido.

EPÓNIMO :

El efecto Kerr, también llamado efecto electro-óptico cuadrático (QEO), es una birrefringencia creada en un material por un campo eléctrico exterior. Fue descubierto en 1875 por el físico escocés John Kerr, y se caracteriza por la existencia de dos índices de refracción diferentes: un haz luminoso se divide en dos haces cuando penetra en este material.^[1][2][3] Los fenómenos físicos responsables de este efecto en la materia pueden ser, dependiendo del material, la electroestricción, efecto fotorrefractivo y la orientación molecular, entre otros.

La birrefringencia creada, a diferencia de la del efecto Pockels, varía según el cuadrado del campo eléctrico aplicado. Los materiales presentan en general un efecto Kerr muy débil, sin embargo, algunos líquidos presentan un efecto Kerr medible.

Descripción

Un campo eléctrico aplicado a un material genera una birrefringencia en este material: la luz tiene un índice de refracción diferente según su polarización sea ortogonal o paralela al campo. La diferencia entre estos dos índices vale:

${\displaystyle \mathrm{\Delta }n=\lambda K{E}^2}$

donde:

• λ es la longitud de onda de la luz,
• K es la constante de Kerr y
• E es la amplitud del campo eléctrico.

Teoría cuantitativa

La teoría cuantitativa de los gases fue construida por Langevin en 1910.

El parámetro de la sustancia que caracteriza el efecto Kerr en una sustancia dada es la susceptibilidad de tercer orden, ya que el efecto es proporcional a la fuerza del campo eléctrico a la tercera potencia (en la ecuación anterior, el campo eléctrico adicional es el campo eléctrico de la onda de luz).

Efecto electroóptico de Kerr

El efecto electroóptico de Kerr, o efecto DC Kerr, es el caso especial en el que se aplica un campo eléctrico externo que varía lentamente, por ejemplo, mediante un voltaje en los electrodos a través del material de muestra. Bajo esta influencia, la muestra se vuelve birrefringente, con diferentes índices de refracción para la luz polarizada paralela o perpendicular al campo aplicado. La diferencia en el índice de refracción, Δn, está dada por:

${\displaystyle \mathrm{\Delta }n=\lambda K{E}^2,}$

donde λ es la longitud de onda de la luz, K es la constante de Kerr y E es la fuerza del campo eléctrico. Esta diferencia en el índice de refracción hace que el material actúe como una placa de ondas cuando la luz incide sobre él en una dirección perpendicular al campo eléctrico. Si el material se coloca entre dos polarizadores lineales "cruzados" (perpendiculares), no se transmitirá luz cuando se apague el campo eléctrico, mientras que casi toda la luz se transmitirá para un valor óptimo del campo eléctrico. Los valores más altos de la constante de Kerr permiten lograr una transmisión completa con un campo eléctrico aplicado más pequeño.

Algunos líquidos polares, como el nitrotolueno (C7 H7 NO2 ) y el nitrobenceno (C6 H5 NO2 ) exhiben constantes de Kerr muy grandes. Una celda de vidrio llena de uno de estos líquidos se llama celda de Kerr. Estos se utilizan con frecuencia para modular la luz, ya que el efecto Kerr responde muy rápidamente a los cambios en el campo eléctrico. La luz se puede modular con estos dispositivos a frecuencias de hasta 10 GHz. Debido a que el efecto Kerr es relativamente débil, una celda Kerr típica puede requerir voltajes tan altos como 30 kV para lograr una transparencia total. Esto contrasta con las celdas de Pockels, que pueden operar a voltajes mucho más bajos. Otra desventaja de las células de Kerr es que el mejor material disponible, el nitrobenceno, es venenoso. También se han utilizado algunos cristales transparentes para la modulación de Kerr, aunque tienen constantes de Kerr más pequeñas.

En medios que carecen de simetría de inversión, el efecto Kerr generalmente está enmascarado por el efecto Pockels mucho más fuerte. Sin embargo, el efecto Kerr todavía está presente y, en muchos casos, se puede detectar independientemente de las contribuciones del efecto Pockels.^[4]

Efecto Kerr óptico

El efecto óptico Kerr, o efecto AC Kerr, es el caso en el que el campo eléctrico se debe a la propia luz. Esto provoca una variación en el índice de refracción que es proporcional a la irradiancia local de la luz.^[5] Esta variación del índice de refracción es responsable de los efectos ópticos no lineales del autoenfoque, la modulación de la auto-fase y la inestabilidad modulacional, y es la base del modelo de lentes de Kerr. Este efecto solo se vuelve significativo con rayos muy intensos como los de los láseres. También se ha observado que el efecto Kerr óptico altera dinámicamente las propiedades de acoplamiento de modo en fibra multimodo, una técnica que tiene aplicaciones potenciales para mecanismos de conmutación totalmente ópticos, sistemas nanofotónicos y dispositivos fotosensores de baja dimensión.^[6][7]

Ley de Kerr

Ley de Kerr: la diferencia en los índices de refracción de los rayos ordinarios y extraordinarios es proporcional al cuadrado del campo eléctrico superpuesto:

${\displaystyle n_e-n_o=b{\lambda }_0{E}^2,}$

donde ${\displaystyle {\lambda }_0}$ es la longitud de onda de la luz en el vacío;

${\displaystyle b}$ — es la constante de Kerr, que depende de la naturaleza de la materia y de la longitud de onda

La constante de Kerr depende de la naturaleza de la materia, la longitud de onda y la temperatura.

La constante de Kerr también se conoce a veces como la ${\displaystyle K=b{\lambda }_0/n,}$ ${\displaystyle n}$ es el índice de refracción sin la imposición de un campo eléctrico..

Para la mayoría de las sustancias, el coeficiente b>0 lo que significa que son similares a los cristales uniaxiales ópticamente positivos.

Efecto Kerr magneto-óptico

Artículo principal: Efecto Kerr magneto-óptico

El efecto Kerr magneto-óptico (MOKE) es el fenómeno por el que la luz reflejada por un material magnetizado presenta un plano de polarización ligeramente girado. Es similar al efecto Faraday en el que el plano de polarización de la luz transmitida está girado.

Teoría

Efecto Kerr en corriente continua

Para un material no lineal, el campo de polarización eléctrica P dependerá del campo eléctrico E:

${\displaystyle \mathbf{P}={\epsilon }_0{\chi }^{(1)}:\mathbf{E}+{\epsilon }_0{\chi }^{(2)}:\mathbf{E}\mathbf{E}+{\epsilon }_0{\chi }^{(3)}:\mathbf{E}\mathbf{E}\mathbf{E}+\cdots }$

donde ε₀ es la permitividad del vacío y χ⁽ⁿ⁾ es la componente de orden n de la permisividad susceptibilidad]] del medio. El símbolo ":" representa el producto escalar entre matrices. Podemos escribir esa relación explícitamente; la i-ésima componente del vector P se puede expresar como:

${\displaystyle P_i={\epsilon }_0\sum _{j=1}^3{\chi }_{ij}^{(1)}{E}_j+{\epsilon }_0\sum _{j=1}^3\sum _{k=1}^3{\chi }_{ijk}^{(2)}{E}_j{E}_k+{\epsilon }_0\sum _{j=1}^3\sum _{k=1}^3\sum _{l=1}^3{\chi }_{ijkl}^{(3)}{E}_j{E}_k{E}_l+\cdots }$

donde ${\displaystyle i=1,2,3}$. A menudo se supone que ${\displaystyle P_1=P_x}$, es decir, la componente paralela a x del campo de polarización; ${\displaystyle E_2=E_y}$ y así sucesivamente.

Para un medio lineal, solo el primer término de esta ecuación es significativo y la polarización varía linealmente con el campo eléctrico.

Para los materiales que exhiben un efecto Kerr no despreciable, el tercer término χ⁽³⁾ es significativo, y los términos de orden par generalmente desaparecen debido a la simetría de inversión del medio de Kerr. Considere el campo eléctrico neto E producido por una onda de luz de frecuencia ω junto con un campo eléctrico externo E₀:

${\displaystyle \mathbf{E}={\mathbf{E}}_0+{\mathbf{E}}_{\omega }\cos (\omega t),}$

donde E_ω es el vector de amplitud de la onda.

La combinación de estas dos ecuaciones produce una expresión compleja para P. Para el efecto DC Kerr, podemos ignorar todos excepto los términos lineales y aquellos en ${\displaystyle {\chi }^{(3)}|{\mathbf{E}}_0{|}^2{\mathbf{E}}_{\omega }}$ :

${\displaystyle \mathbf{P}\simeq {\epsilon }_0\left({\chi }^{(1)}+3{\chi }^{(3)}|{\mathbf{E}}_0{|}^2\right){\mathbf{E}}_{\omega }\cos (\omega t),}$

que es similar a la relación lineal entre la polarización y un campo eléctrico de una onda, con un término adicional de susceptibilidad no lineal proporcional al cuadrado de la amplitud del campo externo.

Para medios no simétricos (por ejemplo, líquidos), este cambio inducido de susceptibilidad produce un cambio en el índice de refracción en la dirección del campo eléctrico:

${\displaystyle \mathrm{\Delta }n={\lambda }_{0}K|{\mathbf{E}}_0{|}^2,}$

donde λ₀ es el vacío longitud de onda y K es la constante de Kerr para el medio. El campo aplicado induce birrefringencia en el medio en la dirección del campo. Una celda de Kerr con un campo transversal puede actuar como una placa de ondas conmutable, rotando el plano de polarización de una onda que viaja a través de ella. En combinación con polarizadores, se puede utilizar como obturador o modulador.

Los valores de K dependen del medio y son aproximadamente 9,4×10⁻¹⁴ m·V⁻² para agua, y 4,4×10⁻¹² m·V⁻² para nitrobenceno.^[8]

Para cristales, la susceptibilidad del medio será en general un tensor, y el efecto Kerr produce una modificación de este tensor.

Efecto Kerr con corriente alterna

En el efecto óptico o AC Kerr, un haz de luz intenso en un medio puede por sí mismo proporcionar el campo eléctrico modulador, sin necesidad de aplicar un campo externo. En este caso, el campo eléctrico viene dado por:

${\displaystyle \mathbf{E}={\mathbf{E}}_{\omega }\cos (\omega t),}$

donde E_ω es la amplitud de la onda como antes.

Combinando esto con la ecuación para la polarización, y tomando solo términos lineales y aquellos en χ⁽³⁾|E_ω|³:^{[9]: 81–82}

${\displaystyle \mathbf{P}\simeq {\epsilon }_0\left({\chi }^{(1)}+\frac{3}{4}{\chi }^{(3)}|{\mathbf{E}}_{\omega }{|}^2\right){\mathbf{E}}_{\omega }\cos (\omega t).}$

Como antes, esto parece una susceptibilidad lineal con un término no lineal adicional:

${\displaystyle \chi ={\chi }_{\mathrm{L}\mathrm{I}\mathrm{N}}+{\chi }_{\mathrm{N}\mathrm{L}}={\chi }^{(1)}+\frac{3{\chi }^{(3)}}{4}|{\mathbf{E}}_{\omega }{|}^2,}$

y desde:

${\displaystyle n=(1+\chi {)}^{1/2}={\left(1+{\chi }_{\mathrm{L}\mathrm{I}\mathrm{N}}+{\chi }_{\mathrm{N}\mathrm{L}}\right)}^{1/2}\simeq n_0\left(1+\frac{1}{2{n_0}^2}{\chi }_{\mathrm{N}\mathrm{L}}\right)}$

donde n₀=(1+χ_LIN)^1/2 es el índice de refracción lineal. Usando una expansión de Taylor ya que χ_NL << n₀², esto da una intensidad refractiva dependiente índice (IDRI) de:

${\displaystyle n=n_0+\frac{3{\chi }^{(3)}}{8n_0}|{\mathbf{E}}_{\omega }{|}^2=n_0+n_{2}I}$

donde n₂ es el índice de refracción no lineal de segundo orden e I es la intensidad de la onda. El cambio del índice de refracción es, por lo tanto, proporcional a la intensidad de la luz que viaja a través del medio.

Los valores de n₂ son relativamente pequeños para la mayoría de los materiales, del orden de 10⁻²⁰ m² W ⁻¹ para vasos típicos. Por lo tanto, las intensidades del haz (irradiancias) del orden de 1 GW cm⁻² (como las producidas por los láseres) son necesarias para producir variaciones significativas en el índice de refracción a través del efecto Kerr con corriente alterna.

El efecto Kerr óptico se manifiesta temporalmente como modulación de fase propia, un cambio de fase y frecuencia autoinducido de un pulso de luz a medida que viaja a través de un medio. Este proceso, junto con la dispersión, puede producir solitones ópticos.

Espacialmente, un haz intenso de luz en un medio producirá un cambio en el índice de refracción del medio que imita el patrón de intensidad transversal del haz. Por ejemplo, un haz gaussiano da como resultado un perfil de índice de refracción gaussiano, similar al de una lente de índice de gradiente. Esto hace que el haz se enfoque a sí mismo, un fenómeno conocido como autoenfoque.

A medida que el haz se autoenfoca, la intensidad máxima aumenta, lo que, a su vez, hace que se produzca más autoenfoque. Los efectos no lineales como la ionización multifotónica, que se vuelven importantes cuando la intensidad se vuelve muy alta, impiden que el haz se autoenfoque indefinidamente. A medida que la intensidad del punto autoenfocado aumenta más allá de cierto valor, el medio es ionizado por el alto campo óptico local. Esto reduce el índice de refracción, desenfocando el haz de luz que se propaga. Luego, la propagación continúa en una serie de pasos repetidos de enfoque y desenfoque.^[10]

Enfoque alternativo

El efecto Kerr describe cómo el estado de polarización de la luz puede verse influenciado por campos eléctricos externos. Se parte de un medio ópticamente isotrópico (p. ej. líquidos), en el que se encuentran moléculas anisotrópicamente polarizables, es decir, alargadas. Al aplicar un campo eléctrico externo ${\displaystyle E_K}$, se induce un Momento dipolar químico, lo que lleva a la alineación de la mayoría de estas moléculas alargadas. Aunque no todas las moléculas están alineadas debido a la actividad térmica de los líquidos (por ejemplo, el agua), la cantidad de moléculas alineadas es suficiente para causar birrefringencia.

La luz polarizada paralela a ${\displaystyle E_K}$ recibe un índice de refracción ${\displaystyle n_e}$ diferente o extraordinario respecto al índice de refracción ordinario ${\displaystyle n_o}$.

La diferencia entre los dos es:

${\displaystyle \mathrm{\Delta }n=n_e-n_o=\lambda \cdot K\cdot E_K^2}$

con

• la longitud de onda ${\displaystyle \lambda }$
• una constante K

Aplicaciones

El efecto óptico Kerr está implicado en el fenómeno de autoenfoque, implicado en el funcionamiento de un láser de femtosegundo (un tipo de laser particular que produce impulsiones ultra-cortas cuya duración es del orden de algunos femtosegundos), así como en la automodulación de fase, permitiendo la producción de solitones ópticos (una impulsión electromagnética que se propaga sin deformación), utilizados en telecomunicaciones por fibra óptica.