f13ea3d9028ba2a6e49fad33d98af31913c3bb88
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCALv0.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 /* $Id$ */
16
17 //_________________________________________________________________________
18 // Implementation version v0 of EMCAL Manager class 
19 // An object of this class does not produce hits nor digits
20 // It is the one to use if you do not want to produce outputs in TREEH or TREED
21 // This class places a Geometry of the EMCAL in the ALICE Detector as defined in AliEMCALGeometry.cxx                 
22 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
23 //*-- and   : Sahal Yacoob (LBL / UCT)
24
25 // This Version of AliEMCALv0 reduces the number of volumes placed in XEN1 (the envelope) to less than five hundred
26 // The Envelope is Placed in Alice, And the Aluminium layer. Mini envelopes (XU) are then placed in XEN1.
27 // Each mini envelope contains 2 scintillator, and 2 lead layers, except the last one which contains just one scintillator layer.
28 // At the moment I cannot place the 36 and above layers in the mini envelopes so all layers are still placed in XEN1
29
30
31 // --- ROOT system ---
32
33 #include "TPGON.h"
34 #include "TTUBS.h"
35 #include "TNode.h"
36 #include "TRandom.h"
37 #include "TGeometry.h"
38 #include "TVirtualMC.h"
39
40 // --- Standard library ---
41
42 #include <stdio.h>
43 #include <string.h>
44 #include <stdlib.h>
45 #include <Rstrstream.h>
46 #include <Riostream.h>
47
48 // --- AliRoot header files ---
49
50 #include "AliEMCALv0.h"
51 #include "AliEMCALGeometry.h"
52 #include "AliConst.h"
53 #include "AliRun.h"
54
55 ClassImp(AliEMCALv0)
56
57 //______________________________________________________________________
58 AliEMCALv0::AliEMCALv0(const char *name, const char *title):
59   AliEMCAL(name,title)
60 {
61   // ctor : title is used to identify the layout
62   GetGeometry() ; 
63
64 }
65
66 //______________________________________________________________________
67 void AliEMCALv0::BuildGeometry()
68 {
69     // Display Geometry for display.C
70
71     const Int_t kColorArm1   = kBlue ;
72
73     AliEMCALGeometry * geom = GetGeometry() ; 
74
75     // Define the shape of the Calorimeter 
76     TNode * top = gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice") ;
77     new TTUBS("Envelop1", "Tubs that contains arm 1", "void", 
78               geom->GetEnvelop(0),     // rmin 
79               geom->GetEnvelop(1) +30 ,     // rmax
80               geom->GetEnvelop(2)/2.0, // half length in Z
81               geom->GetArm1PhiMin(),   // minimun phi angle
82               geom->GetArm1PhiMax()    // maximun phi angle
83         );
84
85     // Place the Node
86     top->cd();
87     TNode * envelop1node = new TNode("Envelop1", "Arm1 Envelop", "Envelop1"
88                                      ,0., 0., 0., "") ;
89     envelop1node->SetLineColor(kColorArm1) ;
90     fNodes->Add(envelop1node) ;
91 }
92
93 //______________________________________________________________________
94 void AliEMCALv0::CreateGeometry()
95 {
96   // Create the EMCAL geometry for Geant
97   // Geometry of a tower
98   //|-----------------------------------------------------| XEN1
99   //| |                                                 | |
100   //| |    Al thickness = GetAlFrontThickness()         | |
101   //| |                                                 | |
102   //| |                                                 | |
103   //| |                                                 | |
104   //|  -------------------------------------------------  |
105   //| |    Air Gap = GetGap2Active()                    | |
106   //| |                                                 | |
107   //|  -------------------------------------------------  |
108   //| |    XU0 : XPST (PreShower e = GetPRScintThick() )| |
109   //|  -------------------------------------------------  |
110   //| |    XU0 : XPBX (PreShower e = GetPRPbRadThick() )| |
111   //|  -------------------------------------------------  |
112   //| |    XU0 : XPST (PreShower e = GetPEScintThick() )| |
113   //|  -------------------------------------------------  |
114   //| |    XU0 : XPBX (PreShower e = GetPRPbRadThick() )| |
115   //|  -------------------------------------------------  |
116   //|    etc ..... GetNPRLayers() times                   |
117   //|  -------------------------------------------------  |
118   //| |    XU1 : XPST (ECAL e = GetECScintThick() )     | |
119   //|  -------------------------------------------------  |
120   //| |    XU1 : XPBX (ECAL e = GetECPbRadThick() )     | |
121   //|  -------------------------------------------------  |
122   //| |    XU1 : XPST (ECAL e = GetECScintThick()       | |
123   //|  -------------------------------------------------  |
124   //| |    XU1 : XPBX (ECAL e = GetECPbRadThick() )     | |
125   //|  -------------------------------------------------  |
126   //|    etc ..... GetNECLayers() times                   |
127   //|  -------------------------------------------------  |
128   //| |    XU1 : XPST (ECAL e = GetHCScintThick() )     | |
129   //|  -------------------------------------------------  |
130   //| |    XU1 : XPBX (ECAL e = GetHCPbRadThick() )     | |
131   //|  -------------------------------------------------  |
132   //| |    XU1 : XPST (ECAL e = GetHCScintThick()       | |
133   //|  -------------------------------------------------  |
134   //| |    XU1 : XPBX (ECAL e = GetHCPbRadThick() )     | |
135   //|  -------------------------------------------------  |
136   //|    etc ..... GetNHCLayers() times                   |
137   //|  -------------------------------------------------  |
138   //| |    XU10 : XPST (HCAL e = GetHCScintThick() )    | |
139   //|-----------------------------------------------------|
140  
141     Float_t etamin,etamax;
142     Float_t *dum=0;
143
144     AliEMCALGeometry * geom = GetGeometry() ; 
145
146     if(!(geom->IsInitialized())){
147         Error("CreateGeometry","EMCAL Geometry class has not been set up.");
148     } // end if
149
150     // Get pointer to the array containing media indices
151     Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray() - 1599 ;
152
153     Int_t idrotm = 1;
154     AliMatrix(idrotm, 90.0, 0., 90.0, 90.0, 0.0, 0.0) ;
155
156
157
158     // Create the EMCAL Mother Volume (a polygone) within which to place the Detector and named XEN1 
159
160     Float_t envelopA[10];
161     envelopA[0] = geom->GetArm1PhiMin();                         // minimum phi angle
162     envelopA[1] = geom->GetArm1PhiMax() - geom->GetArm1PhiMin(); // angular range in phi
163     envelopA[2] = geom->GetNPhi();                               // number of sections in phi
164     envelopA[3] = 2;                                             // 2 z coordinates
165     envelopA[4] = geom->ZFromEtaR(geom->GetEnvelop(1),
166                                    geom->GetArm1EtaMin());       // z coordinate 1
167     envelopA[5] = geom->GetEnvelop(0) ;                          // rmin at z1
168     envelopA[6] = geom->GetEnvelop(1) ;                          // rmax at z1
169     envelopA[7] = geom->ZFromEtaR(geom->GetEnvelop(1),
170                                   geom->GetArm1EtaMax());        // z coordinate 2
171     envelopA[8] = envelopA[5] ;                                  // radii are the same.
172     envelopA[9] = envelopA[6] ;                                  // radii are the same.
173
174     gMC->Gsvolu("XEN1", "PGON ", idtmed[1599], envelopA, 10) ;   // Polygone filled with air 
175
176     // Position the EMCAL Mother Volume (XEN1) in Alice (ALIC)  
177
178     gMC->Gspos("XEN1", 1, "ALIC", 0.0, 0.0, 0.0, idrotm, "ONLY") ;
179     
180     if (gDebug==2) 
181       Info("CreateGeometry","rXEN1 = %f, %f\n", envelopA[5], envelopA[6]); 
182
183     // Create mini-envelopes which will contain the PreShower scintillator-Lead-scintillator-lead  
184    
185     if (gDebug==2) 
186       Info("CreateGeometry","XU0 = %f, %f\n", envelopA[5], envelopA[6]); 
187
188     // Create mini-envelopes which will contain the Tower scintillator-radiator-scintillator-radiator 
189     
190     TString label ;
191
192     envelopA[5] = envelopA[5] + geom->GetGap2Active() // we are at the first scintllator
193       + geom->GetAlFrontThickness();                  // rmin at z1
194     envelopA[6] = envelopA[5] ;
195
196
197     Int_t i ; 
198
199     Int_t nLayers = geom->GetNPRLayers() + geom->GetNECLayers() + geom->GetNHCLayers() ;
200
201     for (i = 0; i < nLayers/2 ; i++ ){
202         label = "XU" ;
203         label += i ;
204         Float_t tseg ; 
205         if (i == 0 ) 
206           tseg = 2 *(geom->GetPRScintThick()+geom->GetPRPbRadThick()); // thickness of 2 * scintillator+Pb in pre shower
207         else if ( i <= geom->GetNECLayers()/2) 
208           tseg = 2* (geom->GetECScintThick()+geom->GetECPbRadThick()); // thickness of 2 * scintillator+Pb in E Cal
209         else 
210           tseg = 2* (geom->GetHCScintThick()+geom->GetHCCuRadThick()); // thickness of 2 * scintillator+Cu in H Cal 
211         envelopA[5] = envelopA[6] ;                                   // rmin at z1
212         envelopA[4] = geom->ZFromEtaR(envelopA[5] + tseg,
213                                       geom->GetArm1EtaMin());         // z coordinate 1
214         envelopA[7] = geom->ZFromEtaR(envelopA[5] + tseg,
215                                       geom->GetArm1EtaMax());         // z coordinate 2
216         envelopA[6] = envelopA[5] + tseg ;                            // rmax at z1
217         envelopA[8] = envelopA[5] ;                                   // radii are the same.
218         envelopA[9] = envelopA[6] ;                                   // radii are the same.
219  
220         gMC->Gsvolu(label.Data(), "PGON", idtmed[1599], envelopA, 10);// Polygone filled with air 
221
222         // Position XUi in XEN1
223         
224         gMC->Gspos(label.Data(), 1, "XEN1", 0.0, 0.0, 0.0, idrotm, "ONLY") ;
225
226         if (gDebug == 2)
227           Info("CreateGeometry","XU%d = %f, %f\n", i, envelopA[5], envelopA[6]); 
228
229     } // end  i
230  
231   
232     // Create one mini-envelope which will contain the last Tower scintillator (XU(nlayers-1)/2)
233
234     label = "XU" ;
235     label += i ;
236     envelopA[5] = envelopA[6] ;                                   // rmin at z1
237     envelopA[4] = geom->ZFromEtaR(envelopA[5],
238                                   geom->GetArm1EtaMin());         // z coordinate 1
239     envelopA[7] = geom->ZFromEtaR(envelopA[5],
240                                   geom->GetArm1EtaMax());         // z coordinate 2
241     if (geom->GetNHCLayers() == 0)                                // last scintillator is in ECAL
242       envelopA[6] = envelopA[5] + geom->GetECScintThick() ;       // rmax at z1
243     else                                                          // last scintillator is in HCAL
244       envelopA[6] = envelopA[5] + geom->GetECScintThick() ;       // rmax at z1
245     envelopA[8] = envelopA[5] ;                                   // radii are the same.
246     envelopA[9] = envelopA[6] ;                                   // radii are the same.
247
248     gMC->Gsvolu(label.Data(), "PGON", idtmed[1599], envelopA, 10); // Polygone filled with air
249
250     // Position the last minienvelope in XEN1
251   
252     gMC->Gspos(label.Data(), 1, "XEN1", 0.0, 0.0, 0.0, idrotm, "ONLY") ;
253   
254     if(gDebug == 2) 
255       Info("CreateGeometry","XEN%d = %f, %f\n", i, envelopA[5], envelopA[6]); 
256   
257     // Create the shapes of active material (LEAD/Aluminium/Scintillator)
258     // to be placed
259     Float_t envelopB[10]; // First Layer of Aluminium
260     Float_t envelopC[10]; // Scintillator Layers
261     Float_t envelopD[10]; // Lead Layers
262
263     envelopC[0] = envelopD[0] = envelopB[0] = envelopA[0] ;  // starting position in Phi
264     envelopC[1] = envelopD[1] = envelopB[1] = envelopA[1] ;  // angular range in phi          
265     envelopC[2] = envelopD[2] = envelopB[2] = envelopA[2] ;  // number of sections in Phi
266     envelopD[3] = envelopC[3] = envelopB[3] = envelopA[3] ;  // 2 z coordinates
267
268     Float_t dist = geom->GetEnvelop(0) + geom->GetAlFrontThickness() + geom->GetGap2Active() ; 
269     envelopB[4] = geom->ZFromEtaR(dist,
270                                   geom->GetArm1EtaMin());   // z co-ordinate 1
271     envelopB[5] = geom->GetEnvelop(0) ;                     // rmin at z1
272     envelopB[6] = envelopB[5] + geom->GetAlFrontThickness();// rmax at z1
273     envelopB[7] = geom->ZFromEtaR(dist,
274                                   geom->GetArm1EtaMax());   // z co-ordinate 2
275     envelopB[8] = envelopB[5] ;                             // radii are the same.
276     envelopB[9] = envelopB[6] ;                             // radii are the same.
277
278     // Define active volumes completely
279     
280     gMC->Gsvolu("XALU", "PGON", idtmed[1602], envelopB, 10); // PGON filled with Al
281     
282     gMC->Gspos("XALU", 1, "XEN1", 0.0, 0.0, 0.0 , idrotm, "ONLY") ; // Position Aluminium Layer in XEN1
283
284     gMC->Gsvolu("XPST", "PGON", idtmed[1601], dum, 0);      // PGON filled with Scintillator (shape to be defined by GSPOSP)
285   
286     gMC->Gsvolu("XPBX", "PGON", idtmed[1600], dum, 0);      // PGON filled with Lead (shape to be defined by GSPOSP)
287   
288     gMC->Gsvolu("XCUX", "PGON", idtmed[1603], dum, 0);      // PGON filled with Copper (shape to be defined by GSPOSP)
289
290     gMC->Gsdvn("XPHI", "XPST", geom->GetNPhi(), 2);         // Divide eta section of scintillators into phi segments.
291  
292     // Position alternatively scintillator and  Lead Layers in XUi.
293
294     envelopD[6] = envelopB[6] + geom->GetGap2Active() ;// gap between Al layer and XU0
295     
296     for (int i = 0; i < nLayers; i++ ){
297       label = "XU" ;
298       label += static_cast<Int_t> (i/2)  ; // we will place two layers (i = one layer) in each mini envelope)   
299
300       Float_t scthick ; // scintillator thickness 
301       if ( i <  geom->GetNPRLayers() ) // its a preshower
302         scthick = geom->GetPRScintThick() ;
303       else if( i < geom->GetNPRLayers() + geom->GetNECLayers() ) // its an EMCAL section
304         scthick = geom->GetECScintThick() ;
305       else  // its an HCAL section
306         scthick = geom->GetHCScintThick() ;
307
308       envelopC[5] = envelopD[6] ;           //rmin
309       envelopC[6] = envelopC[5] + scthick ; //rmax
310       envelopC[8] = envelopC[5] ;           //rmin
311       envelopC[9] = envelopC[6] ;           //rmax
312
313
314       //        envelopC[6] = envelopD[6] + ((i > 1)  ? geom->GetFullSintThick() : geom->GetPreSintThick());//rmax larger for first two layers (preshower)
315       //        envelopC[9] = envelopD[6] + ((i > 1 ) ? geom->GetFullSintThick() :geom->GetPreSintThick());//rmax larger for first two layers (preshower)
316
317       if(gDebug == 2 ) 
318         Info("CreateGeometry", "volume = %s, name = XPST thickness = %f deb = %f/%f fin = %f/%f", label.Data(), scthick, envelopC[5], envelopC[8], envelopC[6], envelopC[9]) ; 
319
320       for (int j =0; j < (geom->GetNEta()) ; j++){
321         etamin = geom->GetArm1EtaMin()+
322           (j*geom->GetDeltaEta());
323         etamax = geom->GetArm1EtaMin()+
324           ((j+1)*geom->GetDeltaEta());
325         envelopC[4] = geom->ZFromEtaR(envelopC[5],etamin); //z begin  
326         envelopC[7] = geom->ZFromEtaR(envelopC[5],etamax);// z end 
327         
328         gMC->Gsposp("XPST",1+j+i*(geom->GetNEta()), label.Data(), 
329                     0.0, 0.0, 0.0 , idrotm, "ONLY", envelopC, 10); // Position and define layer
330       } // end for j
331       
332       if (i < nLayers){ 
333         Float_t radthick ; // radiator thickness 
334         TString radname ;  // radiator name
335         if ( i <= 1 ) { // its a preshower
336           radthick =  geom->GetPRPbRadThick();
337           radname  =  "XPBX" ; 
338         }
339         else if( i <= geom->GetNECLayers()) {// its an EMCAL section
340           radthick = geom->GetECPbRadThick();
341           radname  =  "XPBX" ; 
342         }
343         else {  // its an HCAL section
344           radthick = geom->GetHCCuRadThick();
345           radname  =  "XCUX" ; 
346         }
347
348         if ( i < nLayers -1 ) { // except for the last XU which contains only one scintillator layer 
349
350           envelopD[5] = envelopC[6] ; //rmin
351           envelopD[8] = envelopD[5] ; //rmin
352           envelopD[6] = envelopD[5] + radthick ; // rmax
353           //  envelopD[6] = envelopC[6] + geom->GetPbRadThick();  //rmax
354           envelopD[9] = envelopD[6] ; //rmax
355           // envelopD[9] = envelopC[6] + geom->GetPbRadThick();  //rmax
356           
357           if(gDebug == 2 ) 
358             Info("CreateGeometry", "volume = %s, name = %s thickness = %f deb = %f/%f fin = %f/%f", label.Data(), radname.Data(), radthick, envelopD[5], envelopD[8], envelopD[6], envelopD[9]) ; 
359
360           for (int j =0; j < (geom->GetNEta()) ; j++){
361             etamin = geom->GetArm1EtaMin()+
362               (j*geom->GetDeltaEta());
363             etamax = geom->GetArm1EtaMin()+
364               ((j+1)*geom->GetDeltaEta());
365             envelopD[4] = geom->ZFromEtaR(envelopD[5],etamin);//z begin  
366             envelopD[7] = geom->ZFromEtaR(envelopD[5],etamax);// z end
367             
368             // Position and Define Layer
369             
370             gMC->Gsposp(radname.Data(),1+j+i*(geom->GetNEta()), label.Data(), 
371                         0.0, 0.0, 0.0 , idrotm, "ONLY", envelopD, 10);
372           } // end for j
373         } // if not last layer
374       } // end if i
375     }  // for i
376 }
377
378 //______________________________________________________________________
379 void AliEMCALv0::Init(void)
380 {
381     // Just prints an information message
382   
383   if(fDebug) { 
384     TString message("\n") ; 
385     message += "*****************************************\n" ;
386     
387     // Here the EMCAL initialisation code (if any!)
388     
389     AliEMCALGeometry * geom = GetGeometry() ; 
390     
391     if (geom!=0) {   
392       message += "AliEMCAL " ; 
393       message += Version() ; 
394       message += "EMCAL geometry initialized for " ; 
395       message += geom->GetName()  ;
396     }
397     else {
398       message += "AliEMCAL " ; 
399       message += Version() ;  
400       message += "EMCAL geometry initialization failed !" ; 
401     }
402     message += "\n*****************************************" ;
403     Info("Init", message.Data() ) ; 
404   }
405 }