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[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSCalibration.h
1 #ifndef ALIITSCALIBRATION_H
2 #define ALIITSCALIBRATION_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /* $Id$ */
7
8 //////////////////////////////////////////////
9 // Base ITS calibration class               //
10 //////////////////////////////////////////////
11
12 #include <TObject.h>
13 #include <TString.h>
14 #include "AliLog.h"
15 #include "AliITSresponse.h"
16 #include "AliITSMapSDD.h"
17 #include "AliITSDriftSpeedArraySDD.h"
18
19 class AliITSsegmentation;
20 class TF1;
21 class AliITSgeom;
22
23
24 /////////////////////////////////////////////
25 //                                         //
26 // ITS calibration virtual base class      //
27 /////////////////////////////////////////////
28 class AliITSCalibration : public TObject {
29  public:
30     // Default Constructor
31     AliITSCalibration();
32     // Standard Constructor
33     AliITSCalibration(Double_t Thickness);
34
35     // Destructor.
36     virtual ~AliITSCalibration() {;}
37
38     // Check for dead modules anche chips
39     // Return 1 if the module/chip is dead, 0 if it is ok
40     virtual Bool_t IsBad() const {AliError("This method must be implemented in a derived class"); return kFALSE;}
41     virtual Bool_t IsChipBad(Int_t) const {AliError("This method must be implemented in a derived class"); return kFALSE;}
42     //
43     // Configuration methods
44     //
45     // fGeVcharge is set by default 3.6e-9 GeV See for ex. PDG 2004.
46     virtual void SetGeVToCharge(Double_t gc=3.6e-9){fGeVcharge = gc;}
47     // Returns the value fGeVcharge
48     virtual Double_t GetGeVToCharge() const {return fGeVcharge;}
49     // Converts deposited energy to number of electrons liberated
50     virtual Double_t GeVToCharge(Double_t gev) const {return gev/fGeVcharge;}
51     // Temperature in [degree K]
52     virtual void    SetTemperature(Double_t t=300.0) {fT = t;}
53     // Get temperature [degree K]
54     virtual Double_t Temperature() const {return fT;}
55     // Set the impurity concentrations in [#/cm^3]
56     virtual void SetImpurity(Double_t n=0.0){fN = n;}
57     // Returns the impurity consentration in [#/cm^3]
58     virtual Double_t Impurity() const {return fN;}
59     // Sets the applied ratio distance/voltage [cm/volt]
60     virtual void SetDistanceOverVoltage(Double_t d,Double_t v){fdv = d/v;}
61     // Sets the applied ration distance/voltage [cm/volt]. Default value
62     // is 300E-4cm/80 volts = 0.000375 cm/volts
63     virtual void SetDistanceOverVoltage(Double_t dv=0.000375){fdv = dv;}
64     // Returns the ration distance/voltage
65     virtual Double_t DistanceOverVoltage() const {return fdv;}
66  
67     // Get data type
68     virtual const char  *DataType() const {return fDataType.Data();}
69     // Type of data - real or simulated
70     virtual void    SetDataType(const char *data="simulated") {fDataType=data;}
71     // Set parameters options: "same" or read from "file" or "SetInvalid" or...
72     //  virtual void   SetParamOptions(const char*,const char*) = 0;
73     // Set noise parameters 
74     virtual void   SetNoiseParam(Double_t, Double_t) = 0;
75     // Number of parameters to be set
76     virtual  void   SetNDetParam(Int_t) = 0;
77     // Set detector parameters: gain, coupling ...
78     virtual  void   SetDetParam(Double_t *) = 0;
79
80     // Parameters options
81     //  virtual void   ParamOptions(char *,char*) const = 0;
82     virtual Int_t  NDetParam() const = 0;
83     virtual void   GetDetParam(Double_t *) const = 0;
84     virtual void   GetNoiseParam(Double_t&, Double_t&) const = 0;
85     virtual void   SetThresholds(Double_t, Double_t) = 0;
86     virtual void   Thresholds(Double_t &, Double_t &) const = 0;
87     virtual void   SetMapA(Int_t, AliITSMapSDD*) {AliError("This method must be implemented in a derived class");}
88     virtual void   SetMapT(Int_t, AliITSMapSDD*) {AliError("This method must be implemented in a derived class");}
89     virtual void   SetDriftSpeed(Int_t, AliITSDriftSpeedArraySDD*) {AliError("This method must be implemented in a derived class");}
90     virtual Double_t DriftSpeed() const {return SpeedElectron();};
91     // Set sigmas of the charge spread function
92     virtual void    SetSigmaSpread(Double_t, Double_t) = 0;
93     // Get sigmas for the charge spread
94     virtual void    SigmaSpread(Double_t &,Double_t &) const = 0;
95     // Pulse height from scored quantity (eloss)
96     virtual Double_t IntPH(Double_t) const {return 0.;}
97     // Charge disintegration
98     virtual Double_t IntXZ(AliITSsegmentation *) const {return 0.;}
99     // Electron mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]. T in degree K, N in #/cm^3
100     virtual Double_t MobilityElectronSiEmp() const ;
101     // Hole mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]  T in degree K, N in #/cm^3
102     virtual Double_t MobilityHoleSiEmp() const ;
103     // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Electrons. [cm^2/sec]
104     //  T in degree K, N in #/cm^3
105     virtual Double_t DiffusionCoefficientElectron() const ;
106     // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Holes. [cm^2/sec]
107     //  T in [degree K], N in [#/cm^3]
108     virtual Double_t DiffusionCoefficientHole() const ;
109     // Electron <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
110     // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
111     // N in [#/cm^3]
112     virtual Double_t SpeedElectron() const ;
113     // Holes <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
114     // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
115     // N in [#/cm^3]
116     virtual Double_t SpeedHole() const ;
117     // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
118     // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
119     // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
120     // temperature T [degree K].
121     virtual Double_t SigmaDiffusion3D(Double_t  l) const;
122     // Returns the Gaussian sigma == <x^2 +y^2+z^2> [cm^2] due to the
123     // defusion of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an
124     // applied voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
125     // temperature T [degree K].
126     virtual Double_t SigmaDiffusion2D(Double_t l) const;
127     // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
128     // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
129     // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
130     // temperature T [degree K].
131     virtual Double_t SigmaDiffusion1D(Double_t l) const;
132     // Computes the Lorentz angle for Electron and Hole, under the Magnetic field bz (in kGauss)
133     virtual Double_t LorentzAngleElectron(Double_t bz) const;
134     virtual Double_t LorentzAngleHole(Double_t bz) const;
135     // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version A
136     virtual Double_t DepletedRegionThicknessA(Double_t dopCons,
137                                               Double_t voltage,
138                                               Double_t elecCharge,
139                                               Double_t voltBuiltIn=0.5)const;
140     // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version B
141     virtual Double_t DepletedRegionThicknessB(Double_t resist,Double_t voltage,
142                                               Double_t mobility,
143                                               Double_t voltBuiltIn=0.5,
144                                               Double_t dielConst=1.E-12)const;
145     // Computes the temperature dependance of the reverse bias current
146     virtual Double_t ReverseBiasCurrent(Double_t temp,Double_t revBiasCurT1,
147                                     Double_t tempT1,Double_t energy=1.2)const;
148     // Prints out the content of this class in ASCII format.
149     virtual void Print(ostream *os) const;
150     // Reads in the content of this class in the format of Print
151     virtual void Read(istream *is);
152     virtual void Print(Option_t *option="") const {TObject::Print(option);}
153     virtual Int_t Read(const char *name) {return TObject::Read(name);}
154
155     void SetResponse(AliITSresponse* response) {fResponse=response;}
156     AliITSresponse* GetResponse() const {return fResponse;}
157
158     virtual void SetDiffCoeff(Float_t p1, Float_t p2) {fResponse->SetDiffCoeff(p1,p2);}
159     virtual void DiffCoeff(Float_t &diff,Float_t &diff1) const {fResponse->DiffCoeff(diff,diff1);} 
160     virtual void SetFilenames(const char *f1="",const char *f2="",
161                                  const char *f3="") {fResponse->SetFilenames(f1,f2,f3);}    
162     virtual void Filenames(char* input,char* baseline,char* param) {fResponse->Filenames(input,baseline,param);}
163     virtual void SetOutputOption(Bool_t write=kFALSE) {fResponse->SetOutputOption(write);}
164     virtual Bool_t OutputOption() const {return fResponse->OutputOption();} 
165
166  protected:
167     AliITSCalibration(const AliITSCalibration &ob); // copy constructor
168     AliITSCalibration& operator=(const AliITSCalibration& source); // ass.
169     void NotImplemented(const char *method) const {if(gDebug>0)
170          Warning(method,"This method is not implemented for this sub-class");}
171
172     TString  fDataType;   // data type - real or simulated
173     
174     Double_t fdv;  // The parameter d/v where d is the disance over which the
175                    // the potential v is applied d/v [cm/volts]
176     Double_t fN;   // the impurity consentration of the material in #/cm^3
177     Float_t fT;   // The temperature of the Si in Degree K.
178     Double_t fGeVcharge; // Energy to ionize (free an electron) in GeV
179     AliITSresponse* fResponse; //! ptr to base response obj. It is not
180                  // deleted here but in AliITSDetTypeSim and AliITSDetTypeRec
181
182     ClassDef(AliITSCalibration,1) // Detector type response virtual base class 
183 };
184 // Input and output function for standard C++ input/output.
185 ostream& operator<<(ostream &os,AliITSCalibration &source);
186 istream& operator>>(istream &os,AliITSCalibration &source);
187 #endif