PHOS/AliPHOSEMCAGeometry.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Geometry class  for PHOS : EMCA (Electromagnetic Calorimeter)
  20 // Its data members provide geometry parametrization of EMCA
  21 // which can be changed in the constructor only.
  22 // Author   : Yves Schutz (SUBATECH)
  23 // Modified : Yuri Kharlov (IHEP, Protvino)
  24 // 13 September 2000
  25 // Modified : Dmitri Peressounko (RRC "Kurchatov Institute")
  26 // 6 August 2001
  27
  28 // --- AliRoot header files ---
  29
  30 #include "AliPHOSEMCAGeometry.h"
  31
  32 ClassImp(AliPHOSEMCAGeometry) ;
  33
  34 //____________________________________________________________________________
  35 AliPHOSEMCAGeometry::AliPHOSEMCAGeometry()
  36 {
  37
  38
  39   // Initializes the EMC parameters
  40   // Coordinate system chosen: x across beam, z along beam, y out of beam.
  41   // Reference point for all volumes incide module is
  42   // center of module in x,z on the upper surface of support beam
  43
  44   //Distance from IP to surface of the crystals
  45   fIPtoCrystalSurface     = 460.0 ;
  46
  47
  48   //CRYSTAL
  49
  50   fCrystalHalfSize[0] =  2.2 /2 ;  //Half-Sizes of crystall
  51   fCrystalHalfSize[1] = 18.0 /2 ;
  52   fCrystalHalfSize[2] =  2.2 /2 ;
  53
  54   //APD + preamplifier
  55
  56   //fPinDiodeSize[0] = 1.71 ;   //Values of ame PIN diode
  57   //fPinDiodeSize[1] = 0.0280 ; // OHO 0.0280 is the depth of active layer
  58   //fPinDiodeSize[2] = 1.61 ;
  59
  60   fPinDiodeHalfSize[0] = 0.5000 /2 ;    // APD 5 mm side
  61   fPinDiodeHalfSize[1] = 0.0100 /2 ;    // APD bulk thickness
  62   fPinDiodeHalfSize[2] = 0.5000 /2 ;    // APD 5 mm side
  63
  64   fPreampHalfSize[0] = 1.5 / 2 ;       // Preamplifier
  65   fPreampHalfSize[1] = 0.5 / 2 ;
  66   fPreampHalfSize[2] = 1.5 / 2 ;
  67
  68   //STRIP
  69
  70   fNCellsInStrip = 8 ;     //Number of crystals in strip
  71   fNStripX = 8 ;           //Number of strips acros beam
  72   fNStripZ = 56 ;          //Number of strips along beam
  73
  74   fStripWallWidthOut = 0.01 ;     // Side to another strip
  75   fStripWallWidthIn  = 0.02 ;     // Side betveen crystals in one strip
  76
  77   fTyvecThickness = 0.01 ;        //Thickness of the tyvec
  78
  79   fAirGapLed = 1.5 - 2 * fPreampHalfSize[1] - 2 * fPinDiodeHalfSize[1] ; // Air gap before crystalls for LED system
  80                                            // Note, that Cell in Strip 1.5 longer then crystall
  81
  82   //---Now calculate thechnical sizes for GEANT implementation
  83
  84   fWrappedHalfSize[0] = (2*fTyvecThickness + 2*fCrystalHalfSize[0])/2 ;   //This will be size of crystall
  85   fWrappedHalfSize[1] = fCrystalHalfSize[1] ;                             //wrapped into tyvec
  86   fWrappedHalfSize[2] = (2*fTyvecThickness + 2*fCrystalHalfSize[2])/2 ;   //
  87
  88   fAirCellHalfSize[0] = fWrappedHalfSize[0] ;                     //This is HALF-size of one cell
  89   fAirCellHalfSize[1] = (fAirGapLed + 2*fPreampHalfSize[1] +
  90                          2*fPinDiodeHalfSize[1] + 2*fWrappedHalfSize[1])/2 ;  //in strip
  91   fAirCellHalfSize[2] = fWrappedHalfSize[2]  ;                    //
  92
  93   fSupportPlateHalfSize[0] = ( (fNCellsInStrip-1)*fStripWallWidthIn + 2* fStripWallWidthOut +
  94                   fNCellsInStrip * (2 * fTyvecThickness + 2*fCrystalHalfSize[0]) )/2 ;
  95   fSupportPlateHalfSize[1] =  6.0  /2 ;
  96   fSupportPlateHalfSize[2] =  ( 2 * fTyvecThickness + 2*fCrystalHalfSize[0] + 2*fStripWallWidthOut )/2 ;
  97
  98   fSupportPlateThickness = 0.3 ;
  99   fSupportPlateInHalfSize[0] = fSupportPlateHalfSize[0] ;                         //Half-sizes of the air
 100   fSupportPlateInHalfSize[1] = fSupportPlateHalfSize[1]-fSupportPlateThickness ;  //box in the support plate
 101   fSupportPlateInHalfSize[2] = fSupportPlateHalfSize[2]-fSupportPlateThickness/2 ;
 102
 103   fStripHalfSize[0]= fSupportPlateHalfSize[0] ;
 104   fStripHalfSize[1]= ( 2*fSupportPlateHalfSize[1] + 2*fAirCellHalfSize[1] )/2;
 105   fStripHalfSize[2]= fSupportPlateHalfSize[2] ;
 106
 107   // ------- Inner hermoinsulation ---------------
 108   fInnerThermoWidthX = 2.0 ;         // Width of the innerthermoinsulation across the beam
 109   fInnerThermoWidthY = 2.0 ;         // Width of the upper cover of innerthermoinsulation
 110   fInnerThermoWidthZ = 2.0 ;         // Width of the innerthermoinsulation along the beam
 111
 112   fInnerThermoHalfSize[0] = (2 * fStripHalfSize[0] * fNStripX + 2 * fInnerThermoWidthX ) /2 ;
 113   fInnerThermoHalfSize[1] = (2 * fStripHalfSize[1] + fInnerThermoWidthY ) /2 ;
 114   fInnerThermoHalfSize[2] = (2 * fStripHalfSize[2] * fNStripZ + 2 * fInnerThermoWidthZ ) /2 ;
 115
 116   // ------- Air gap between inner thermoinsulation and passive coller ---------
 117
 118   fAirGapWidthX = 0.2 ;         // Width of the air gap across the beam
 119   fAirGapWidthY = 0.2 ;         // Width of the upper air gap
 120   fAirGapWidthZ = 0.2 ;         // Width of the air gap along the beam
 121
 122   fAirGapHalfSize[0] = (2 * fInnerThermoHalfSize[0] + 2 * fAirGapWidthX ) /2 ;
 123   fAirGapHalfSize[1] = (2 * fInnerThermoHalfSize[1] +     fAirGapWidthY ) /2 ;
 124   fAirGapHalfSize[2] = (2 * fInnerThermoHalfSize[2] + 2 * fAirGapWidthZ ) /2 ;
 125
 126   // ------- Passive Cooler ------------------------
 127
 128   fCoolerWidthX = 2.0 ;         // Width of the passive coller across the beam
 129   fCoolerWidthY = 0.3 ;         // Width of the upper cover of cooler
 130   fCoolerWidthZ = 2.0 ;         // Width of the passive cooler along the beam
 131
 132   fCoolerHalfSize[0] = (2 * fAirGapHalfSize[0] + 2 * fCoolerWidthX ) /2 ;
 133   fCoolerHalfSize[1] = (2 * fAirGapHalfSize[1] +     fCoolerWidthY ) /2 ;
 134   fCoolerHalfSize[2] = (2 * fAirGapHalfSize[2] + 2 * fCoolerWidthZ ) /2 ;
 135
 136   // ------- Outer thermoinsulation and Al cover -------------------------------
 137
 138   fAlCoverThickness = 0.1 ;   //Thickness of the Al cover of the module
 139
 140   fOuterThermoWidthXUp  = 156.0 - fAlCoverThickness ;
 141                                   //width of the upper surface of the PHOS module accross the beam
 142   fOuterThermoWidthY    = 6.0 ;   // with of the upper cover of outer thermoinsulation
 143   fOuterThermoWidthZ    = 6.0 ;   //width of the thermoinsulation along the beam
 144
 145   fAlFrontCoverX = 6.0 ;   //Width of Al strip around fiberglass window: across
 146   fAlFrontCoverZ = 6.0 ;   //and along the beam
 147
 148
 149   // Calculate distance from IP to upper cover
 150   fIPtoOuterCoverDistance = fIPtoCrystalSurface - fAirGapLed - fInnerThermoWidthY - fAirGapWidthY -
 151                             fCoolerWidthY - fOuterThermoWidthY - fAlCoverThickness ;
 152
 153   Float_t tanA = fOuterThermoWidthXUp / (2.*fIPtoOuterCoverDistance) ;
 154                   // tan(a) where A = angle between IP to center and IP to side across beam
 155
 156   fOuterThermoWidthXLow = fOuterThermoWidthXUp +
 157                           2 * (2* fCoolerHalfSize[1] + fOuterThermoWidthY) * tanA
 158                           - fAlCoverThickness ;
 159                           //width of the lower surface of the COOL section accross the beam
 160
 161
 162   fOuterThermoParams[0] = fOuterThermoWidthXUp / 2 ;   // half-length along x at the z surface positioned at -DZ;
 163   fOuterThermoParams[1] = fOuterThermoWidthXLow/ 2 ;   // half-length along x at the z surface positioned at +DZ;
 164   fOuterThermoParams[2] = ( 2 * fCoolerHalfSize[2] + 2 * fOuterThermoWidthZ ) / 2 ;
 165                                                        // `half-length along the y-axis' in out case this is z axis
 166   fOuterThermoParams[3] = ( 2* fCoolerHalfSize[1] + fOuterThermoWidthY) /2 ;
 167                                                        // `half-length along the z-axis' in our case this is y axis
 168
 169   fAlCoverParams[0] = fOuterThermoParams[0] + fAlCoverThickness ;
 170   fAlCoverParams[1] = fOuterThermoParams[1] + fAlCoverThickness ;
 171   fAlCoverParams[2] = fOuterThermoParams[2] + fAlCoverThickness ;
 172   fAlCoverParams[3] = fOuterThermoParams[3] + fAlCoverThickness /2 ;
 173
 174
 175   fFiberGlassHalfSize[0] = fAlCoverParams[0] - fAlFrontCoverX  ;
 176   fFiberGlassHalfSize[1] = fAlCoverParams[2] - fAlFrontCoverZ  ; //Note, here other ref. system
 177   fFiberGlassHalfSize[2] = fAlCoverThickness / 2 ;
 178
 179
 180   //============Now warm section======================
 181   //Al Cover
 182   fWarmAlCoverWidthX = 2 * fAlCoverParams[1] ;  //Across beam
 183   fWarmAlCoverWidthY = 159.0 ;                  //along beam
 184
 185   //T-support
 186   fTSupport1Thickness = 3.5 ;
 187   fTSupport2Thickness = 5.0 ;
 188   fTSupport1Width =  10.6 ;
 189   fTSupport2Width = 3.1 ;
 190   fNTSupports = fNStripX + 1 ;
 191   fTSupportDist = 7.48 ;
 192
 193   //Air space for FEE
 194   fAirSpaceFeeX = 148.6 ;   //Across beam
 195   fAirSpaceFeeY = 135.0 ;   //along beam
 196   fAirSpaceFeeZ =  19.0 ;   //out of beam
 197
 198   //thermoinsulation
 199   fWarmBottomThickness = 4.0 ;
 200   fWarmUpperThickness  = 4.0 ;
 201
 202   //Frame
 203   fFrameThickness = 5.0 ;
 204   fFrameHeight    = 15.0 ;
 205
 206   //Fiberglass support
 207   fFiberGlassSup1X = 6.0 ;
 208   fFiberGlassSup1Y = 4.0 + fWarmUpperThickness ;
 209
 210   fFiberGlassSup2X = 3.0 ;
 211   fFiberGlassSup2Y = fFrameHeight ;
 212
 213   //Now calculate Half-sizes
 214
 215   fWarmAlCoverWidthZ = fAirSpaceFeeZ + fWarmBottomThickness + fWarmUpperThickness +
 216                        fTSupport1Thickness + fTSupport2Thickness ;
 217
 218
 219   fWarmAlCoverHalfSize[0] = fWarmAlCoverWidthX / 2 ;
 220   fWarmAlCoverHalfSize[1] = fWarmAlCoverWidthY / 2 ;
 221   fWarmAlCoverHalfSize[2] = fWarmAlCoverWidthZ / 2 ;
 222
 223
 224   fWarmThermoHalfSize[0] = fWarmAlCoverHalfSize[0] - fAlCoverThickness ;
 225   fWarmThermoHalfSize[1] = fWarmAlCoverHalfSize[1] - fAlCoverThickness ;
 226   fWarmThermoHalfSize[2] = fWarmAlCoverHalfSize[2] - fAlCoverThickness /2 ;
 227
 228
 229   //T-support
 230   fTSupport1HalfSize[0] =  fTSupport1Width /2 ;   //Across beam
 231   fTSupport1HalfSize[1] =  (fAirSpaceFeeY + 2*fFiberGlassSup1X) /2 ;    //along beam
 232   fTSupport1HalfSize[2] =  fTSupport1Thickness  /2;    //out of beam
 233
 234   fTSupport2HalfSize[0] = fTSupport2Width /2;               //Across beam
 235   fTSupport2HalfSize[1] = fTSupport1HalfSize[1] ; //along beam
 236   fTSupport2HalfSize[2] = fTSupport2Thickness /2; //out of beam
 237
 238   //cables
 239   fTCables1HalfSize[0] = (2*fTSupport1HalfSize[0]*fNTSupports + (fNTSupports-1)* fTSupportDist) / 2 ; //Across beam
 240   fTCables1HalfSize[1] = fTSupport1HalfSize[1] ;    //along beam
 241   fTCables1HalfSize[2] = fTSupport1HalfSize[2] ;    //out of beam
 242
 243   fTCables2HalfSize[0] = fTCables1HalfSize[0]  ; //Across beam
 244   fTCables2HalfSize[1] = fTSupport2HalfSize[1] ; //along beam
 245   fTCables2HalfSize[2] = fTSupport2HalfSize[2] ; //out of beam
 246
 247   //frame: we define two frames along beam ...Z and across beam ...X
 248   fFrameXHalfSize[0] = (fAirSpaceFeeX + 2 * fFiberGlassSup2X + 2* fFrameThickness) /2 ;
 249   fFrameXHalfSize[1] = fFrameThickness /2 ;
 250   fFrameXHalfSize[2] = fFrameHeight    /2 ;
 251
 252   fFrameXPosition[0] = 0 ;
 253   fFrameXPosition[1] = fAirSpaceFeeY /2 + fFiberGlassSup2X + fFrameXHalfSize[1] ;
 254   fFrameXPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fFrameHeight/ 2 - fWarmBottomThickness ;
 255
 256   fFrameZHalfSize[0] = fFrameThickness /2 ;
 257   fFrameZHalfSize[1] = (fAirSpaceFeeY + 2 * fFiberGlassSup2X) /2 ;
 258   fFrameZHalfSize[2] = fFrameHeight    /2 ;
 259
 260   fFrameZPosition[0] = fAirSpaceFeeX /2 + fFiberGlassSup2X + fFrameZHalfSize[0] ;
 261   fFrameZPosition[1] = 0 ;
 262   fFrameZPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fFrameHeight/ 2 - fWarmBottomThickness ;
 263
 264   //Fiberglass support define 4 fiber glass supports 2 along Z  and 2 along X
 265
 266   fFGupXHalfSize[0] = fFrameXHalfSize[0] ;
 267   fFGupXHalfSize[1] = fFiberGlassSup1X /2 ;
 268   fFGupXHalfSize[2] = fFiberGlassSup1Y /2;
 269
 270   fFGupXPosition[0] = 0 ;
 271   fFGupXPosition[1] = fAirSpaceFeeY /2 + fFGupXHalfSize[1] ;
 272   fFGupXPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fFrameHeight - fWarmBottomThickness - fFGupXHalfSize[2] ;
 273
 274   fFGupZHalfSize[0] = fFiberGlassSup1X /2 ;
 275   fFGupZHalfSize[1] = fAirSpaceFeeY /2 ;
 276   fFGupZHalfSize[2] = fFiberGlassSup1Y /2;
 277
 278   fFGupZPosition[0] = fAirSpaceFeeX /2 + fFGupZHalfSize[0] ;
 279   fFGupZPosition[1] = 0 ;
 280   fFGupZPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fFrameHeight - fWarmBottomThickness - fFGupXHalfSize[2] ;
 281
 282   fFGlowXHalfSize[0] = fFrameXHalfSize[0] - 2*fFrameZHalfSize[0] ;
 283   fFGlowXHalfSize[1] = fFiberGlassSup2X /2 ;
 284   fFGlowXHalfSize[2] = fFrameXHalfSize[2] ;
 285
 286   fFGlowXPosition[0] = 0 ;
 287   fFGlowXPosition[1] = fAirSpaceFeeY /2 + fFGlowXHalfSize[1] ;
 288   fFGlowXPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fWarmBottomThickness - fFGlowXHalfSize[2] ;
 289
 290   fFGlowZHalfSize[0] = fFiberGlassSup2X /2 ;
 291   fFGlowZHalfSize[1] = fAirSpaceFeeY /2 ;
 292   fFGlowZHalfSize[2] = fFrameZHalfSize[2] ;
 293
 294   fFGlowZPosition[0] = fAirSpaceFeeX /2 + fFGlowZHalfSize[0] ;
 295   fFGlowZPosition[1] = 0 ;
 296   fFGlowZPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fWarmBottomThickness - fFGlowXHalfSize[2] ;
 297
 298
 299   // --- Air Gap for FEE ----
 300
 301   fFEEAirHalfSize[0] =  fAirSpaceFeeX /2 ;
 302   fFEEAirHalfSize[1] =  fAirSpaceFeeY /2;
 303   fFEEAirHalfSize[2] =  fAirSpaceFeeZ /2;
 304
 305   fFEEAirPosition[0] = 0 ;
 306   fFEEAirPosition[1] = 0 ;
 307   fFEEAirPosition[2] = fWarmThermoHalfSize[2] - fWarmBottomThickness - fFEEAirHalfSize[2] ;
 308
 309   // --- Calculate the oveol dimentions of the EMC module
 310
 311   fEMCParams[3] = fAlCoverParams[3] + fWarmAlCoverHalfSize[2] ; //Size out of beam
 312   fEMCParams[0] = fAlCoverParams[0] ; //Upper size across the beam
 313   fEMCParams[1] = (fAlCoverParams[1] - fAlCoverParams[0])*fEMCParams[3]/fAlCoverParams[3]
 314                  + fAlCoverParams[0]  ; //Lower size across the beam
 315   fEMCParams[2] = fWarmAlCoverHalfSize[1] ;                     // Size along the beam
 316
 317   fNPhi = fNStripX * fNCellsInStrip ;    //Number of crystalls across beam
 318   fNZ   = fNStripZ ;                     //number of crystals along beam
 319 }
 320
 321 //____________________________________________________________________________