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[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSresponse.h
1 #ifndef ALIITSRESPONSE_H
2 #define ALIITSRESPONSE_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 #include <TObject.h>
9 #include <TString.h>
10
11 class AliITSsegmentation;
12 class TF1;
13 class AliITSgeom;
14
15 //----------------------------------------------
16 //
17 // ITS response virtual base class
18 //
19 class AliITSresponse : public TObject {
20  public:
21     // Default Constructor
22     AliITSresponse();
23     // Standard Constructor
24     AliITSresponse(Double_t Thickness);
25     // Destructor.
26     virtual ~AliITSresponse() {}
27     //
28     // Configuration methods
29     //
30
31     // Set GeVcharge value (Default value is based on about 20,000 e- by a 
32     // mip (1.163E-4GeV) in 300 microns)
33     virtual void SetGeVToCharge(Double_t gc=1.719E+8){fGeVcharge = gc;}
34     // Returns the value fGeVcharge
35     virtual Double_t GetGeVToCharge() const {return fGeVcharge;}
36     // Converts deposited energy to number of electrons liberated
37     virtual Double_t GeVToCharge(Double_t gev) const {return gev*fGeVcharge;}
38
39     // Diffusion coefficient
40     virtual void    SetDiffCoeff(Double_t, Double_t) = 0;
41     // Get diffusion coefficients
42     virtual void    DiffCoeff(Double_t &,Double_t &) const = 0;
43
44     // Temperature in [degree K]
45     virtual void    SetTemperature(Double_t t=300.0) {fT = t;}
46     // Get temperature [degree K]
47     virtual Double_t Temperature() const {return fT;}
48     // Set the impurity concentrations in [#/cm^3]
49     virtual void SetImpurity(Double_t n=0.0){fN = n;}
50     // Returns the impurity consentration in [#/cm^3]
51     virtual Double_t Impurity() const {return fN;}
52     // Sets the applied ratio distance/voltage [cm/volt]
53     virtual void SetDistanceOverVoltage(Double_t d,Double_t v){fdv = d/v;}
54     // Sets the applied ration distance/voltage [cm/volt]. Default value
55     // is 300E-4cm/80 volts = 0.000375 cm/volts
56     virtual void SetDistanceOverVoltage(Double_t dv=0.000375){fdv = dv;}
57     // Returns the ration distance/voltage
58     virtual Double_t DistanceOverVoltage() const {return fdv;}
59  
60     // Get data type
61     virtual const char  *DataType() const {return fDataType.Data();}
62     // Type of data - real or simulated
63     virtual void    SetDataType(const char *data="simulated") {fDataType=data;}
64     // Set parameters options: "same" or read from "file" or "SetInvalid" or...
65     virtual void   SetParamOptions(const char*,const char*) = 0;
66     // Set noise parameters 
67     virtual void   SetNoiseParam(Double_t, Double_t) = 0;
68     // Number of parameters to be set
69     virtual  void   SetNDetParam(Int_t) = 0;
70     // Set detector parameters: gain, coupling ...
71     virtual  void   SetDetParam(Double_t *) = 0;
72
73     // Parameters options
74     virtual void   ParamOptions(char *,char*) const = 0;
75     virtual Int_t  NDetParam() const = 0;
76     virtual void   GetDetParam(Double_t *) const = 0;
77     virtual void   GetNoiseParam(Double_t&, Double_t&) const = 0;
78
79     // Zero-suppression option - could be 1D, 2D or non-ZeroSuppressed
80     virtual void   SetZeroSupp(const char*) = 0;
81     // Get zero-suppression option
82     virtual const char *ZeroSuppOption() const = 0;
83      // Set thresholds
84     virtual void   SetThresholds(Double_t, Double_t) = 0;
85     virtual void   Thresholds(Double_t &, Double_t &) const = 0;
86
87     // Set filenames
88     virtual void SetFilenames(const char *f1="",const char *f2="",
89                               const char *f3=""){
90         // Set filenames - input, output, parameters ....
91         fFileName1=f1; fFileName2=f2; fFileName3=f3;}
92     // Filenames
93     virtual void   Filenames(char* input,char* baseline,char* param) {
94         strcpy(input,fFileName1.Data());  strcpy(baseline,fFileName2.Data());  
95         strcpy(param,fFileName3.Data());}
96
97     virtual Double_t DriftSpeed() const {return SpeedElectron();};
98     // set output option
99     virtual void    SetOutputOption(Bool_t write=kFALSE) {fWrite = write;}
100         
101     virtual Bool_t  OutputOption() const {return fWrite;}
102     virtual Bool_t  Do10to8() const {return kTRUE;}
103     virtual void    GiveCompressParam(Int_t *) const =0;
104     //
105     // Detector type response methods
106     // Set number of sigmas over which cluster disintegration is performed
107     virtual void    SetNSigmaIntegration(Double_t) = 0;
108     // Get number of sigmas over which cluster disintegration is performed
109     virtual Double_t NSigmaIntegration() const = 0;
110     // Set number of bins for the gaussian lookup table
111     virtual void    SetNLookUp(Int_t) = 0;
112     // Get number of bins for the gaussian lookup table
113     virtual Int_t GausNLookUp() const {return 0;}
114     // Get scaling factor for bin i-th from the gaussian lookup table
115     virtual Double_t GausLookUp(Int_t) const {return 0.;}
116     // Set sigmas of the charge spread function
117     virtual void    SetSigmaSpread(Double_t, Double_t) = 0;
118     // Get sigmas for the charge spread
119     virtual void    SigmaSpread(Double_t &,Double_t &) const = 0;
120     // Pulse height from scored quantity (eloss)
121     virtual Double_t IntPH(Double_t) const {return 0.;}
122     // Charge disintegration
123     virtual Double_t IntXZ(AliITSsegmentation *) const {return 0.;}
124     // Electron mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]. T in degree K, N in #/cm^3
125     virtual Double_t MobilityElectronSiEmp() const ;
126     // Hole mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]  T in degree K, N in #/cm^3
127     virtual Double_t MobilityHoleSiEmp() const ;
128     // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Electrons. [cm^2/sec]
129     //  T in degree K, N in #/cm^3
130     virtual Double_t DiffusionCoefficientElectron() const ;
131     // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Holes. [cm^2/sec]
132     //  T in [degree K], N in [#/cm^3]
133     virtual Double_t DiffusionCoefficientHole() const ;
134     // Electron <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
135     // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
136     // N in [#/cm^3]
137     virtual Double_t SpeedElectron() const ;
138     // Holes <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
139     // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
140     // N in [#/cm^3]
141     virtual Double_t SpeedHole() const ;
142     // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
143     // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
144     // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
145     // temperature T [degree K].
146     virtual Double_t SigmaDiffusion3D(Double_t  l) const ;
147     // Returns the Gaussian sigma == <x^2 +y^2+z^2> [cm^2] due to the
148     // defusion of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an
149     // applied voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
150     // temperature T [degree K].
151     virtual Double_t SigmaDiffusion2D(Double_t l) const ;
152     // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
153     // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
154     // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
155     // temperature T [degree K].
156     virtual Double_t SigmaDiffusion1D(Double_t l) const ;
157     // Prints out the content of this class in ASCII format.
158     virtual void Print(ostream *os) const;
159     // Reads in the content of this class in the format of Print
160     virtual void Read(istream *is);
161  protected:
162     void NotImplemented(const char *method) const {if(gDebug>0)
163          Warning(method,"This method is not implemented for this sub-class");}
164
165     TString  fDataType;   // data type - real or simulated
166  private:
167     Double_t fdv;  // The parameter d/v where d is the disance over which the
168                    // the potential v is applied d/v [cm/volts]
169     Double_t fN;   // the impurity consentration of the material in #/cm^3
170     Double_t fT;   // The temperature of the Si in Degree K.
171     Double_t fGeVcharge; // Energy to ionize (free an electron).
172     TString  fFileName1;        // input keys : run, module #
173     TString  fFileName2;        // baseline & noise val or output code
174                                 // signal or monitored bgr.
175     TString  fFileName3;        // param values or output coded signal
176     Bool_t     fWrite;          // Write option for the compression algorithms
177
178     ClassDef(AliITSresponse,2) // Detector type response virtual base class 
179 };
180 // Input and output function for standard C++ input/output.
181 ostream& operator<<(ostream &os,AliITSresponse &source);
182 istream& operator>>(istream &os,AliITSresponse &source);
183 #endif