Removal of useless dependecies via forward declarations
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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) const;
50   virtual void  GetGlobal(const AliRecPoint* RecPoint, TVector3 & gpos) const; 
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