Moving to the new VMC naming convention
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 //____________________________________________________________________________