PHOS/AliPHOSGeometry.h

   1 #ifndef ALIPHOSGEOMETRY_H
   2 #define ALIPHOSGEOMETRY_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 // Geometry class  for PHOS : singleton
  10 // The EMC modules are parametrized so that any configuration can be easily implemented
  11 // The title is used to identify the type of CPV used. So far only PPSD implemented
  12 //
  13 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
  14
  15 #include <assert.h>
  16
  17 // --- ROOT system ---
  18
  19 #include "TNamed.h"
  20 #include "TString.h"
  21 #include "TObjArray.h"
  22 #include "TVector3.h"
  23
  24 // --- AliRoot header files ---
  25
  26 #include "AliGeometry.h"
  27 #include "AliPHOSRecPoint.h"
  28
  29
  30 class AliPHOSGeometry : public AliGeometry {
  31
  32 public:
  33
  34   AliPHOSGeometry() {
  35     // default ctor
  36     // must be kept public for root persistency purposes, but should never be called by the outside world
  37     fPHOSAngle = 0 ;
  38
  39   } ;
  40   AliPHOSGeometry(const AliPHOSGeometry & geom) {
  41     // cpy ctor requested by Coding Convention
  42     // but not yet needed
  43     assert(0==1) ;
  44   }
  45
  46   virtual ~AliPHOSGeometry(void) ;
  47   static AliPHOSGeometry * GetInstance(const Text_t* name, const Text_t* title="") ;
  48   static AliPHOSGeometry * GetInstance() ;
  49   virtual void  GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos, TMatrix & gmat)  ;
  50   virtual void  GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos)  ;
  51
  52   AliPHOSGeometry & operator = (const AliPHOSGeometry  & rvalue) const {
  53     // assignement operator requested by coding convention
  54     // but not needed
  55     assert(0==1) ;
  56     return *(GetInstance()) ;
  57   }
  58
  59   // General
  60
  61   static TString Degre(void) {
  62     // a global for degree (deg)
  63     return TString("deg") ;
  64   }
  65
  66   static TString Radian(void) {
  67     // a global for radian (rad)
  68     return TString("rad") ;
  69   }
  70
  71   Bool_t AbsToRelNumbering(const Int_t AbsId, Int_t * RelId) ; // converts the absolute PHOS numbering to a relative
  72   void EmcModuleCoverage(const Int_t m, Double_t & tm, Double_t & tM, Double_t & pm, Double_t & pM, Option_t * opt = Radian() );
  73                                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a EMC module
  74   void EmcXtalCoverage(Double_t & theta, Double_t & phi, Option_t * opt = Radian() ) ;
  75                                                                          // calculates the angular coverage in theta and phi of a
  76                                                                          // single crystal in a EMC module
  77
  78   void ImpactOnEmc(const Double_t theta, const Double_t phi, Int_t & ModuleNumber, Double_t & x, Double_t & z) ;
  79                                                                           // calculates the impact coordinates of a neutral particle
  80                                                                           // emitted in direction theta and phi in ALICE
  81
  82   void   RelPosInModule(const Int_t * RelId, Float_t & y, Float_t & z) ; // gets the position of element (pad or Xtal) relative to
  83                                                                          // center of PHOS module
  84   void   RelPosInAlice(const Int_t AbsId, TVector3 &  pos) ;             // gets the position of element (pad or Xtal) relative to
  85                                                                          // Alice
  86   Bool_t RelToAbsNumbering(const Int_t * RelId, Int_t & AbsId) ;         // converts the absolute PHOS numbering to a relative
  87
  88
  89   ///////////// PHOS related parameters
  90
  91   Bool_t     IsInitialized(void)                  const {
  92     //
  93     return fgInit ; }
  94   Float_t    GetAirFilledBoxSize(Int_t index)     const {
  95     // Getter
  96     return fAirFilledBoxSize[index] ;}
  97   Float_t    GetCrystalHolderThickness(void)      const {
  98     // Getter
  99     return fCrystalHolderThickness ; }
 100   Float_t    GetCrystalSize(Int_t index)          const {
 101     // Getter
 102     return fXtlSize[index] ; }
 103   Float_t    GetCrystalSupportHeight(void)        const {
 104     // Getter
 105     return fCrystalSupportHeight ; }
 106   Float_t    GetCrystalWrapThickness(void)        const {
 107     // Getter
 108     return fCrystalWrapThickness;}
 109   Float_t    GetGapBetweenCrystals(void)          const {
 110     // Getter
 111     return fGapBetweenCrystals ; }
 112   Float_t    GetIPtoCrystalSurface(void)          const {
 113     // Getter
 114     return fIPtoCrystalSurface ; }
 115   Float_t    GetIPtoOuterCoverDistance(void)      const {
 116     // Getter
 117     return fIPtoOuterCoverDistance ; }
 118   Float_t    GetIPtoPpsdUp(void)                  const {
 119     // Getter
 120     return (fIPtoOuterCoverDistance - fPPSDBoxSize[1] + fPPSDModuleSize[1]/2 ); }
 121   Float_t    GetIPtoPpsdLow(void)                 const {
 122     // Getter
 123     return (fIPtoOuterCoverDistance - fPPSDModuleSize[1]/2 ); }
 124   Float_t    GetIPtoTopLidDistance(void)          const {
 125     // Getter
 126     return fIPtoTopLidDistance ; }
 127   Float_t    GetLowerThermoPlateThickness(void)   const {
 128     // Getter
 129     return fLowerThermoPlateThickness ; }
 130   Float_t    GetLowerTextolitPlateThickness(void) const {
 131     // Getter
 132     return fLowerTextolitPlateThickness ; }
 133   Float_t    GetModuleBoxThickness(void)          const {
 134     // Getter
 135     return fModuleBoxThickness ; }
 136   Int_t      GetNPhi(void)                        const {
 137     // Getter
 138     return fNPhi ; }
 139   Int_t      GetNZ(void)                          const {
 140     // Getter
 141     return fNZ ; }
 142   Int_t      GetNModules(void)                    const {
 143     // Getter
 144     return fNModules ; }
 145   Float_t    GetOuterBoxSize(Int_t index)         const {
 146     // Getter
 147     return fOuterBoxSize[index] ;    }
 148   Float_t    GetOuterBoxThickness(Int_t index)    const {
 149     // Getter
 150     return fOuterBoxThickness[index] ; }
 151   Float_t    GetPHOSAngle(Int_t index)            const {
 152     // Getter
 153     return fPHOSAngle[index-1] ; }
 154   Float_t    GetPinDiodeSize(Int_t index)         const {
 155     // Getter
 156     return fPinDiodeSize[index] ; }
 157   Float_t    GetSecondUpperPlateThickness(void)   const {
 158     // Getter
 159     return fSecondUpperPlateThickness ; }
 160   Float_t    GetSupportPlateThickness(void)       const {
 161     // Getter
 162     return fSupportPlateThickness ; }
 163   Float_t    GetTextolitBoxSize(Int_t index)      const {
 164     // Getter
 165     return fTextolitBoxSize[index] ; }
 166   Float_t    GetTextolitBoxThickness(Int_t index) const {
 167     // Getter
 168     return fTextolitBoxThickness[index]; }
 169   Float_t    GetUpperPlateThickness(void)         const {
 170     // Getter
 171     return fUpperPlateThickness ; }
 172   Float_t    GetUpperCoolingPlateThickness(void)  const {
 173     // Getter
 174     return fUpperCoolingPlateThickness ; }
 175
 176
 177   ///////////// PPSD (PHOS PRE SHOWER DETECTOR)  related parameters
 178
 179
 180   Float_t GetAnodeThickness(void)          const {
 181     // Getter
 182     return fAnodeThickness ; }
 183   Float_t GetAvalancheGap(void)            const {
 184     // Getter
 185     return fAvalancheGap ; }
 186   Float_t GetCathodeThickness(void)        const {
 187     // Getter
 188     return fCathodeThickness ; }
 189   Float_t GetCompositeThickness(void)      const {
 190     // Getter
 191     return fCompositeThickness ; }
 192   Float_t GetConversionGap(void)           const {
 193     // Getter
 194     return fConversionGap ; }
 195   Float_t GetLeadConverterThickness(void)  const {
 196     // Getter
 197     return fLeadConverterThickness ; }
 198   Float_t GetLeadToMicro2Gap(void)         const {
 199     // Getter
 200     return fLeadToMicro2Gap ; }
 201   Float_t GetLidThickness(void)            const {
 202     // Getter
 203     return fLidThickness ; }
 204   Float_t GetMicromegas1Thickness(void)    const {
 205     // Getter
 206     return fMicromegas1Thickness ; }
 207   Float_t GetMicromegas2Thickness(void)    const {
 208     // Getter
 209     return fMicromegas2Thickness ; }
 210   Float_t GetMicromegasWallThickness(void) const {
 211     // Getter
 212     return fMicromegasWallThickness ; }
 213   Float_t GetMicro1ToLeadGap(void)         const {
 214     // Getter
 215     return fMicro1ToLeadGap ; }
 216   Int_t   GetNumberOfPadsPhi(void)         const {
 217     // Getter
 218     return fNumberOfPadsPhi ; }
 219   Int_t   GetNumberOfPadsZ(void)           const {
 220     // Getter
 221     return fNumberOfPadsZ ; }
 222   Int_t   GetNumberOfModulesPhi(void)      const {
 223     // Getter
 224     return fNumberOfModulesPhi ; }
 225   Int_t   GetNumberOfModulesZ(void)        const {
 226     // Getter
 227     return fNumberOfModulesZ ; }
 228   Float_t GetPCThickness(void)             const {
 229     // Getter
 230     return fPCThickness ; }
 231   Float_t GetPhiDisplacement(void)         const {
 232     // Getter
 233     return fPhiDisplacement ; }
 234   Float_t GetPPSDBoxSize(Int_t index)      const {
 235     // Getter
 236     return fPPSDBoxSize[index] ; }
 237   Float_t GetPPSDModuleSize(Int_t index)   const {
 238     // Getter
 239     return fPPSDModuleSize[index] ; }
 240   Float_t GetZDisplacement(void)           const {
 241     // Getter
 242     return fZDisplacement ; }
 243
 244   void SetLeadConverterThickness(Float_t e) ; // should ultimately disappear
 245
 246 protected:
 247
 248   AliPHOSGeometry(const Text_t* name, const Text_t* title="") : AliGeometry(name, title) {
 249     // ctor only for internal usage (singleton)
 250     Init() ;
 251   }
 252   void Init(void) ;            // steering method for PHOS and CPV
 253   void InitPHOS(void) ;        // defines the various PHOS geometry parameters
 254   void InitPPSD(void) ;        // defines the various PPSD geometry parameters
 255
 256 private:
 257
 258   void       SetPHOSAngles() ; // calculates the PHOS modules PHI angle
 259
 260   ///////////// PHOS related parameters
 261
 262   Float_t fAirFilledBoxSize[3] ;          // Air filled box containing one module
 263   Float_t fAirThickness[3] ;              // Space filled with air between the module box and the Textolit box
 264   Float_t fCrystalSupportHeight ;         // Height of the support of the crystal
 265   Float_t fCrystalWrapThickness ;         // Thickness of Tyvek wrapping the crystal
 266   Float_t fCrystalHolderThickness ;       // Titanium holder of the crystal
 267   Float_t fGapBetweenCrystals ;           // Total Gap between two adjacent crystals
 268   Float_t fIPtoOuterCoverDistance ;       // Distances from interaction point to outer cover
 269   Float_t fIPtoCrystalSurface ;           // Distances from interaction point to Xtal surface
 270   Float_t fModuleBoxThickness ;           // Thickness of the thermo insulating box containing one crystals module
 271   Float_t fLowerTextolitPlateThickness ;  // Thickness of lower textolit plate
 272   Float_t fLowerThermoPlateThickness ;    // Thickness of lower thermo insulating plate
 273   Int_t   fNModules ;                     // Number of modules constituing PHOS
 274   Int_t   fNPhi ;                         // Number of crystal units in X (phi) direction
 275   Int_t   fNZ ;                           // Number of crystal units in Z direction
 276   Float_t fOuterBoxSize[3] ;              // Size of the outer  thermo insulating foam box
 277   Float_t fOuterBoxThickness[3] ;         // Thickness of the outer thermo insulating foam box
 278   Float_t * fPHOSAngle ;                  //[fNModules] Position angles of modules
 279   Float_t fPinDiodeSize[3] ;              // Size of the PIN Diode
 280   TObjArray *  fRotMatrixArray ;          // Liste of rotation matrices (one per phos module)
 281   Float_t fSecondUpperPlateThickness ;    // Thickness of  upper polystyrene foam plate
 282   Float_t fSupportPlateThickness ;        // Thickness of the Aluminium support plate
 283   Float_t fUpperCoolingPlateThickness ;   // Thickness of the upper cooling plate
 284   Float_t fUpperPlateThickness ;          // Thickness of the uper thermo insulating foam plate
 285   Float_t fTextolitBoxSize[3] ;           // Size of the Textolit box inside the insulating foam box
 286   Float_t fTextolitBoxThickness[3] ;      // Thicknesses of th Textolit box
 287   Float_t fXtlSize[3] ;                   // PWO4 crystal dimensions
 288
 289
 290   ///////////// PPSD (PHOS PRE SHOWER DETECTOR)  related parameters
 291
 292   Float_t fAnodeThickness ;               // Thickness of the copper layer which makes the anode
 293   Float_t fAvalancheGap ;                 // Thickness of the gas in the avalanche stage
 294   Float_t fCathodeThickness ;             // Thickeness of composite material ensuring rigidity of cathode
 295   Float_t fCompositeThickness ;           // Thickeness of composite material ensuring rigidity of anode
 296   Float_t fConversionGap ;                // Thickness of the gas in the conversion stage
 297   Float_t fIPtoTopLidDistance ;           // Distance from interaction point to top lid of PPSD
 298   Float_t fLeadConverterThickness ;       // Thickness of the Lead converter
 299   Float_t fLeadToMicro2Gap ;              // Thickness of the air gap between the Lead and Micromegas 2
 300   Float_t fLidThickness ;                 // Thickness of top lid
 301   Float_t fMicromegas1Thickness ;         // Thickness of the first downstream Micromegas
 302   Float_t fMicromegas2Thickness ;         // Thickness of the second downstream Micromegas
 303   Float_t fMicromegasWallThickness ;      // Thickness of the Micromegas leak tight box
 304   Float_t fMicro1ToLeadGap ;              // Thickness of the air gap between Micromegas 1 and the Lead
 305   Int_t   fNumberOfPadsPhi ;              // Number of pads on a micromegas module ;
 306   Int_t   fNumberOfPadsZ ;                // Number of pads on a micromegas module ;
 307   Int_t   fNumberOfModulesPhi ;           // Number of micromegas modules in phi
 308   Int_t   fNumberOfModulesZ ;             // Number of micromegas modules in z
 309   Float_t fPCThickness ;                  // Thickness of the printed circuit board of the anode
 310   Float_t fPhiDisplacement ;              // Phi displacement of micromegas1 with respect to micromegas2
 311   Float_t fPPSDBoxSize[3] ;               // Size of large box which contains PPSD; matches PHOS module size
 312   Float_t fPPSDModuleSize[3] ;            // Size of an individual micromegas module
 313   Float_t fZDisplacement ;                // Z displacement of micromegas1 with respect to micromegas2
 314
 315   static AliPHOSGeometry * fgGeom ; // pointer to the unique instance of the singleton
 316   static Bool_t  fgInit ;            // Tells if geometry has been succesfully set up
 317
 318   ClassDef(AliPHOSGeometry,1)  // PHOS geometry class
 319
 320 } ;
 321
 322 #endif // AliPHOSGEOMETRY_H