ymahlau/fdtdx

解決的問題

FDTDX 解決了三維光子奈米結構模擬與設計的挑戰。它提供了一種高性能的替代方案，取代傳統模擬軟體，支援大規模設計以及複雜三維結構的高效梯度優化。

工作原理

該套件使用 JAX 實作有限差分時域（FDTD）方法。透過利用 JAX，FDTDX 獲得原生 GPU 支援、多 GPU 擴展能力以及自動微分功能。它特別利用麥克斯韋方程組的時間可逆性，高效計算梯度，從而於處理包含數十億網格單元的模擬時仍保持記憶體效率。

適用對象

專為需要進行大規模三維奈米結構設計與優化的光子學與電磁模擬領域的研究人員及開發者設計。

主要亮點

• GPU 加速：原生支援 NVIDIA、AMD 和 TPU 硬體，實現高性能模擬。
• 自動微分：內建梯度優化功能，適用於光子結構優化。
• 記憶體效率：利用時間可逆性優化梯度計算，降低記憶體佔用。
• 可擴展性：可處理包含數十億網格單元的模擬。
• 使用者友善 API：支援使用絕對或相對座標進行直觀的物件定位與尺寸設定。