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