COMPASS

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변경 이력 ​

COMPASS 프로젝트의 모든 주요 변경 사항은 이 문서에 기록됩니다. 이 프로젝트는 유의적 버전 관리(Semantic Versioning)를 따릅니다.

v0.1.0 -- 최초 릴리스 ​

릴리스 날짜: 2025-02-10

멀티 솔버 지원, 물질 데이터베이스, 시각화 도구를 갖춘 핵심 시뮬레이션 프레임워크를 확립한 COMPASS의 첫 번째 공개 릴리스입니다.

핵심 프레임워크 ​

  • 완전한 유효성 검증을 갖춘 Pydantic 기반 설정 스키마 (CompassConfig)
  • YAML 설정 로딩 및 CLI 오버라이드를 위한 Hydra/OmegaConf 통합
  • 내부 좌표계: 모든 길이에 마이크로미터, 외부 각도에 도(degree), 내부 각도에 라디안(radian) 사용
  • 빛 전파 규약: -z 방향 (z_max에 공기, z_min에 실리콘)

기하학 엔진 ​

  • 솔버 비의존적 픽셀 구조 정의를 위한 PixelStack 및 GeometryBuilder
  • 높이, 반경, 직각도, CRA 시프트를 설정할 수 있는 초타원 마이크로렌즈 프로파일
  • 다층 BARL 지원
  • 베이어 패턴(RGGB)과 설정 가능한 메탈 그리드를 갖춘 컬러 필터
  • 내장 포토다이오드 및 DTI를 갖춘 실리콘 층
  • 평탄화(오버코트) 층
  • RCWA용 층 슬라이스 생성 (각 z 높이에서의 2D 유전율 그리드)

솔버 ​

  • 모든 EM 솔버를 위한 SolverBase 추상 인터페이스
  • 지연 임포트 및 플러그인 등록을 갖춘 SolverFactory
  • torcwa RCWA 솔버 어댑터 (PyTorch, CUDA GPU)
  • grcwa RCWA 솔버 어댑터 (NumPy/JAX)
  • meent RCWA 솔버 어댑터 (NumPy/JAX/PyTorch 멀티 백엔드)
  • fdtd_flaport FDTD 솔버 어댑터 (PyTorch, CUDA GPU)
  • 모든 솔버에 걸친 통합 SimulationResult 출력 형식

수치 안정성 (5중 방어) ​

  • PrecisionManager: TF32 비활성화, 혼합 정밀도 고유값 분해
  • StableSMatrixAlgorithm: Redheffer 별곱(T-행렬 발산 없음)
  • LiFactorization: 고대비 경계를 위한 Li 역규칙
  • EigenvalueStabilizer: 축퇴 고유값 처리, 분기 선택
  • AdaptivePrecisionRunner: 자동 float32 -> float64 -> CPU 폴백

소스 ​

  • PlanewaveSource: 단일 파장, 스윕, 목록 모드
  • TE, TM, 비편광(TE+TM 평균) 편광 지원
  • ConeIllumination: CRA, F-수(F-number), 각도 샘플링(피보나치, 그리드), 가중 함수(균일, 코사인, cos4, 가우시안)를 갖춘 사출 동공 조명 모델

분석 ​

  • QECalculator: 픽셀별 양자 효율 추출
  • EnergyBalance: R + T + A = 1 검증
  • SolverComparison: QE 차이 쌍별 비교, 상대 오차, 실행 시간 비교

러너 ​

  • SingleRunner: 설정에서 단일 시뮬레이션 실행
  • SweepRunner: 파장 스윕 오케스트레이션
  • ComparisonRunner: 멀티 솔버 비교 워크플로
  • ROISweepRunner: CRA 보간 및 마이크로렌즈 시프트를 갖춘 센서 위치 스윕

시각화 ​

  • plot_pixel_cross_section: 2D 단면도 (XZ, YZ, XY 평면)
  • plot_qe_spectrum: 색상 채널별 QE 대 파장
  • plot_qe_comparison: 다중 결과 QE 오버레이 및 차이 플롯
  • plot_crosstalk_heatmap: 픽셀 간 에너지 분포
  • field_plot_2d: EM 필드 분포 시각화
  • 3D 픽셀 스택 뷰어 (PyVista/Plotly)

입출력 ​

  • 내장 메타데이터 및 설정을 포함한 HDF5 결과 저장
  • 후처리를 위한 CSV/JSON 내보내기

물질 데이터베이스 ​

  • 내장 물질: air, silicon (Green 2008), SiO2, Si3N4, HfO2, TiO2, tungsten, polymer (n=1.56), 컬러 필터 염료 (R/G/B)
  • CSV를 통한 사용자 정의 물질 (파장, n, k)
  • 해석적 분산 모델: 셀마이어(Sellmeier), 코시(Cauchy)

인프라 ​

  • 전체에 타입 힌트를 적용한 Python 3.10+
  • 단위 및 통합 테스트를 포함한 pytest 테스트 스위트
  • ruff 린팅 (E, F, W, I 규칙)
  • mypy 정적 타입 검사
  • Google 스타일 독스트링