ymahlau/fdtdx

解决的问题

FDTDX 解决了三维光子纳米结构模拟与设计的挑战。它提供了一种高性能的替代方案，取代传统模拟软件，支持大规模设计以及复杂三维结构的高效梯度优化。

工作原理

该包使用 JAX 实现有限差分时域（FDTD）方法。通过利用 JAX，FDTDX 获得了原生 GPU 支持、多 GPU 扩展能力以及自动微分功能。它特别利用麦克斯韦方程组的时间可逆性，高效计算梯度，从而在处理包含数十亿网格单元的模拟时仍保持内存效率。

适用人群

专为需要进行大规模三维纳米结构设计与优化的光子学和电磁模拟领域的研究人员及开发者设计。

主要亮点

• GPU 加速：原生支持 NVIDIA、AMD 和 TPU 硬件，实现高性能模拟。
• 自动微分：内置梯度优化功能，适用于光子结构优化。
• 内存效率：利用时间可逆性优化梯度计算，降低内存占用。
• 可扩展性：可处理包含数十亿网格单元的模拟。
• 用户友好 API：支持使用绝对或相对坐标进行直观的对象定位与尺寸设定。