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[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDgeometryDetail.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 //                                                                           //
20 //  Detailed TRD geometry for the spaceframe without holes                   //
21 //                                                                           //
22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
23
24 #include <TVirtualMC.h>
25
26 #include "AliTRDgeometryDetail.h"
27 #include "AliTRDparameter.h"
28
29 ClassImp(AliTRDgeometryDetail)
30
31 //_____________________________________________________________________________
32 AliTRDgeometryDetail::AliTRDgeometryDetail():AliTRDgeometryFull()
33 {
34   //
35   // AliTRDgeometryDetail default constructor
36   //
37
38   Init();
39
40 }
41
42 //_____________________________________________________________________________
43 AliTRDgeometryDetail::~AliTRDgeometryDetail()
44 {
45   //
46   // AliTRDgeometryDetail destructor
47   //
48
49 }
50
51 //_____________________________________________________________________________
52 void AliTRDgeometryDetail::Init()
53 {
54   //
55   // Initializes the geometry parameter
56   //
57
58   AliTRDgeometryFull::Init();
59
60 }
61
62 //_____________________________________________________________________________
63 void AliTRDgeometryDetail::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
64 {
65   //
66   // Create the detailed TRD geometry without hole
67   // including the MCMs and the cooling pipes
68   //
69   //
70   // Names of the TRD volumina (xx = detector number):
71   //
72   //      Lower part of the readout chambers (gas volume + radiator)
73   //
74   //        UAxx    Aluminum frames             (Al)
75   //        UBxx    G10 frames                  (C)
76   //        UCxx    Inner volumes               (Air)
77   //
78   //      Upper part of the readout chambers (readout plane + fee)
79   //
80   //        UDxx    G10 frames                  (C)
81   //        UExx    Inner volumes of the G10    (Air)
82   //        UFxx    Aluminum frames             (Al)
83   //        UGxx    Inner volumes of the Al     (Air)
84   //
85   //      Inner material layers
86   //
87   //        UHxx    Radiator                    (Rohacell)
88   //        UIxx    Entrance window             (Mylar)
89   //        UJxx    Drift volume                (Xe/CO2)
90   //        UKxx    Amplification volume        (Xe/CO2)
91   //        ULxx    Pad plane                   (Cu)
92   //        UMxx    Support structure           (Rohacell)
93   //        UNxx    FEE + signal lines          (Cu)
94   //
95
96   const Int_t kNparTrd = 4;
97   const Int_t kNparCha = 3;
98
99   Float_t xpos, ypos, zpos;
100
101   Float_t parTrd[kNparTrd];
102   Float_t parCha[kNparCha];
103
104   Char_t  cTagV[5];
105   Char_t  cTagM[5];
106
107   Int_t   idrotm;
108
109   // Rotation matrix
110   gMC->Matrix(idrotm,  0.0,  0.0, 90.0, 90.0, 90.0,  0.0);
111
112   // The TRD mother volume for one sector (Air), full length in z-direction
113   parTrd[0] = fgkSwidth1/2.;
114   parTrd[1] = fgkSwidth2/2.;
115   parTrd[2] = fgkSlenTR1/2.;
116   parTrd[3] = fgkSheight/2.;
117   gMC->Gsvolu("UTR1","TRD1",idtmed[1302-1],parTrd,kNparTrd);
118
119   // Create the readout volumina
120   CreateReadout(idtmed);
121
122   // Create the volumina for the cooling
123   CreateCooling(idtmed);
124
125   for (Int_t icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
126     for (Int_t iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {  
127
128       Int_t iDet = GetDetectorSec(iplan,icham);
129
130       // The lower part of the readout chambers (gas volume + radiator) 
131       // The aluminum frames 
132       sprintf(cTagV,"UA%02d",iDet);
133       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2.;
134       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
135       parCha[2] = fgkCraH/2. + fgkCdrH/2.;
136       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1301-1],parCha,kNparCha);
137       // The G10 frames 
138       sprintf(cTagV,"UB%02d",iDet);
139       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. - fgkCalT; 
140       parCha[1] = -1.;
141       parCha[2] = -1.;
142       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1307-1],parCha,kNparCha);
143       // The inner part (air)
144       sprintf(cTagV,"UC%02d",iDet);
145       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. - fgkCalT - fgkCclsT; 
146       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCclfT;
147       parCha[2] = -1.;
148       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
149
150       // The upper part of the readout chambers (readout plane + fee)
151       // The G10 frames
152       sprintf(cTagV,"UD%02d",iDet);
153       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW;
154       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
155       parCha[2] = fgkCamH/2.;
156       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1307-1],parCha,kNparCha);
157       // The inner part of the G10 frame (air)
158       sprintf(cTagV,"UE%02d",iDet);
159       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW - fgkCcuT; 
160       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCcuT;
161       parCha[2] = -1.;
162       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
163       // The aluminum frames
164       sprintf(cTagV,"UF%02d",iDet);
165       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW;
166       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
167       parCha[2] = fgkCroH/2.;
168       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1301-1],parCha,kNparCha);
169       // The inner part of the aluminum frames
170       sprintf(cTagV,"UG%02d",iDet);
171       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW - fgkCauT; 
172       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCauT;
173       parCha[2] = -1.;
174       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
175
176       // The material layers inside the chambers
177       parCha[0] = -1.;
178       parCha[1] = -1.;
179       // Rohacell layer (radiator)
180       parCha[2] = fgkRaThick/2;
181       sprintf(cTagV,"UH%02d",iDet);
182       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1315-1],parCha,kNparCha);
183       // Mylar layer (entrance window + HV cathode) 
184       parCha[2] = fgkMyThick/2;
185       sprintf(cTagV,"UI%02d",iDet);
186       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1308-1],parCha,kNparCha);
187       // Xe/Isobutane layer (drift volume) 
188       parCha[2] = fgkDrThick/2.;
189       sprintf(cTagV,"UJ%02d",iDet);
190       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
191       // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
192       parCha[2] = fgkAmThick/2.;
193       sprintf(cTagV,"UK%02d",iDet);
194       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);  
195       // Cu layer (pad plane)
196       parCha[2] = fgkCuThick/2;
197       sprintf(cTagV,"UL%02d",iDet);
198       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
199       // G10 layer (support structure / honeycomb)
200       parCha[2] = fgkSuThick/2;
201       sprintf(cTagV,"UM%02d",iDet);
202       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
203       // Cu layer (FEE + signal lines)
204       parCha[2] = fgkFeThick/2;
205       sprintf(cTagV,"UN%02d",iDet);
206       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
207
208       // Position the layers in the chambers
209       xpos = 0;
210       ypos = 0;
211       // Lower part
212       // Rohacell layer (radiator)
213       zpos = fgkRaZpos;
214       sprintf(cTagV,"UH%02d",iDet);
215       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
216       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
217       // Mylar layer (entrance window + HV cathode)   
218       zpos = fgkMyZpos;
219       sprintf(cTagV,"UI%02d",iDet);
220       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
221       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
222       // Xe/Isobutane layer (drift volume) 
223       zpos = fgkDrZpos;
224       sprintf(cTagV,"UJ%02d",iDet);
225       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
226       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
227       // Upper part
228       // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
229       zpos = fgkAmZpos;
230       sprintf(cTagV,"UK%02d",iDet);
231       sprintf(cTagM,"UE%02d",iDet);
232       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
233       // Readout part
234       // Cu layer (pad plane)
235       zpos = fgkCuZpos; 
236       sprintf(cTagV,"UL%02d",iDet);
237       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
238       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
239       // G10 layer (support structure)
240       zpos = fgkSuZpos;
241       sprintf(cTagV,"UM%02d",iDet);
242       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
243       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
244       // Cu layer (FEE + signal lines)
245       zpos = fgkFeZpos; 
246       sprintf(cTagV,"UN%02d",iDet);
247       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
248       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
249
250       // Position the inner volumes of the chambers in the frames
251       xpos      = 0.0;
252       ypos      = 0.0;
253       zpos      = 0.0;
254       // The inside of the lower G10 frame
255       sprintf(cTagV,"UC%02d",iDet);
256       sprintf(cTagM,"UB%02d",iDet);
257       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
258       // The lower G10 frame inside the aluminum frame
259       sprintf(cTagV,"UB%02d",iDet);
260       sprintf(cTagM,"UA%02d",iDet);
261       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
262       // The inside of the upper G10 frame
263       sprintf(cTagV,"UE%02d",iDet);
264       sprintf(cTagM,"UD%02d",iDet);
265       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
266       // The inside of the upper aluminum frame
267       sprintf(cTagV,"UG%02d",iDet);
268       sprintf(cTagM,"UF%02d",iDet);
269       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");      
270
271       // Position the frames of the chambers in the TRD mother volume
272       xpos  = 0.;
273       ypos  = - fClength[iplan][0] - fClength[iplan][1] - fClength[iplan][2]/2.;
274       for (Int_t ic = 0; ic < icham; ic++) {
275         ypos += fClength[iplan][ic];        
276       }
277       ypos += fClength[iplan][icham]/2.;
278       zpos  = fgkCraH/2. + fgkCdrH/2. - fgkSheight/2. + iplan * (fgkCH + fgkVspace);
279       // The lower aluminum frame, radiator + drift region
280       sprintf(cTagV,"UA%02d",iDet);
281       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
282       // The upper G10 frame, amplification region
283       sprintf(cTagV,"UD%02d",iDet);
284       zpos += fgkCamH/2. + fgkCraH/2. + fgkCdrH/2.;
285       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
286       // The upper aluminum frame
287       sprintf(cTagV,"UF%02d",iDet);
288       zpos += fgkCroH/2. + fgkCamH/2.;
289       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
290  
291       // Position the MCM volumina
292       PositionReadout(iplan,icham);
293
294       // Position the volumina for the cooling
295       PositionCooling(iplan,icham,idrotm);
296
297     }
298   }
299
300   xpos = 0.;
301   ypos = 0.;
302   zpos = 0.;
303   gMC->Gspos("UTR1",1,"BTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
304   gMC->Gspos("UTR1",2,"BTR2",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
305   gMC->Gspos("UTR1",3,"BTR3",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
306
307 }
308
309 //_____________________________________________________________________________
310 void AliTRDgeometryDetail::CreateReadout(Int_t *idtmed) const
311 {
312   //
313   // Create the volumina of the readout electronics
314   //
315
316   const Int_t   kNparBox    = 3;
317
318   Float_t parBox[kNparBox];
319   Float_t xpos = 0.0;
320   Float_t ypos = 0.0;
321   Float_t zpos = 0.0;
322
323   // The mother volume for the MCMs + connectors (air)
324   parBox[0] = 3.0/2.;
325   parBox[1] = 3.4/2.;
326   parBox[2] = 0.5/2.;
327   gMC->Gsvolu("UMCM","BOX",idtmed[1302-1],parBox,kNparBox);
328
329   // The MCM carrier G10 layer
330   parBox[0] = 3.0/2.;
331   parBox[1] = 3.0/2.;
332   parBox[2] = 0.1/2.;
333   gMC->Gsvolu("UMC1","BOX",idtmed[1319-1],parBox,kNparBox);
334   // The MCM carrier Cu layer
335   parBox[0] = 3.0/2.;
336   parBox[1] = 3.0/2.;
337   parBox[2] = 0.0034/2.;
338   gMC->Gsvolu("UMC2","BOX",idtmed[1318-1],parBox,kNparBox);
339   // The MCM carrier Sn layer
340   parBox[0] = 3.0/2.;
341   parBox[1] = 3.0/2.;
342   parBox[2] = 0.004/2.;
343   gMC->Gsvolu("UMC3","BOX",idtmed[1317-1],parBox,kNparBox);
344   // The MCM carrier Al layer
345   parBox[0] = 3.0/2.;
346   parBox[1] = 3.0/2.;
347   parBox[2] = 0.05/2.;
348   gMC->Gsvolu("UMC4","BOX",idtmed[1316-1],parBox,kNparBox);
349
350   // The epoxy of chip no.1
351   parBox[0] = 0.548/2.;
352   parBox[1] = 0.548/2.;
353   parBox[2] = 0.1/2.;
354   gMC->Gsvolu("UCE1","BOX",idtmed[1321-1],parBox,kNparBox);
355   // The silicon of chip no.1
356   parBox[0] = 0.316/2.;
357   parBox[1] = 0.316/2.;
358   parBox[2] = 0.03/2.;
359   gMC->Gsvolu("UCS1","BOX",idtmed[1320-1],parBox,kNparBox);
360
361   // The epoxy of chip no.2
362   parBox[0] = 1.549/2.;
363   parBox[1] = 1.549/2.;
364   parBox[2] = 0.1/2.;
365   gMC->Gsvolu("UCE2","BOX",idtmed[1321-1],parBox,kNparBox);
366   // The silicon of chip no.2
367   parBox[0] = 0.894/2.;
368   parBox[1] = 0.894/2.;
369   parBox[2] = 0.03/2.;
370   gMC->Gsvolu("UCS2","BOX",idtmed[1320-1],parBox,kNparBox);
371
372   // The PE of the connector
373   parBox[0] = 2.25/2.;
374   parBox[1] = 0.4/2.;
375   parBox[2] = 0.3/2.;
376   gMC->Gsvolu("UCN1","BOX",idtmed[1322-1],parBox,kNparBox);
377   // The Cu of the connector
378   parBox[0] = 2.25/2.;
379   parBox[1] = 0.4/2.;
380   parBox[2] = 0.005/2.;
381   gMC->Gsvolu("UCN2","BOX",idtmed[1323-1],parBox,kNparBox);
382
383   xpos  =  0.0;
384   ypos  = -0.4/2.;
385   zpos  = -0.25      + 0.1/2.;
386   gMC->Gspos("UMC1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
387   zpos +=  0.1/2.   + 0.0034/2.;
388   gMC->Gspos("UMC2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
389   zpos +=  0.0034/2 + 0.004/2.;
390   gMC->Gspos("UMC3",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
391   zpos +=  0.004/2  + 0.05/2.;
392   gMC->Gspos("UMC4",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
393   zpos +=  0.05/2.  + 0.1/2.;
394   xpos  =  1.0;
395   gMC->Gspos("UCE1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
396   xpos  = -0.5;
397   gMC->Gspos("UCE2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
398   zpos +=  0.1/2.   + 0.03/2.;
399   xpos  =  1.0;
400   gMC->Gspos("UCS1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
401   xpos  = -0.5;
402   gMC->Gspos("UCS2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
403   xpos  =  0.0;
404   ypos  =  3.4/2.   - 0.4/2.;
405   zpos  = -0.25     + 0.3/2.;
406   gMC->Gspos("UCN1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
407   zpos +=  0.3/2.   + 0.005/2.;
408   gMC->Gspos("UCN2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
409
410 }
411
412 //_____________________________________________________________________________
413 void AliTRDgeometryDetail::PositionReadout(Int_t ipla, Int_t icha)
414 {
415   //
416   // Position the volumina inside the readout mother volume
417   //
418
419   const Int_t   kNmcmChannel = 18;
420
421   AliTRDparameter *parameter = new AliTRDparameter();
422
423   Int_t nMCMrow = parameter->GetRowMax(ipla,icha,0);
424   Int_t nMCMcol = parameter->GetColMax(ipla) / kNmcmChannel;
425
426   Float_t xSize = (GetChamberWidth(ipla)       - 2.*fgkCpadW) 
427                 / ((Float_t) nMCMcol);
428   Float_t ySize = (GetChamberLength(ipla,icha) - 2.*fgkRpadW) 
429                 / ((Float_t) nMCMrow);
430   Float_t x0    = parameter->GetCol0(ipla);
431   Float_t y0    = parameter->GetRow0(ipla,icha,0);
432
433   Int_t iCopy = GetDetector(ipla,icha,0) * 1000;
434   for (Int_t iMCMrow = 0; iMCMrow < nMCMrow; iMCMrow++) {
435     for (Int_t iMCMcol = 0; iMCMcol < nMCMcol; iMCMcol++) {
436       iCopy++;
437       Float_t xpos = (0.5 + iMCMcol) * xSize + x0; 
438       Float_t ypos = (0.5 + iMCMrow) * ySize + y0;
439       Float_t zpos = fgkCH - fgkSheight/2. + 0.5/2.
440                    + ipla * (fgkCH + fgkVspace);
441       gMC->Gspos("UMCM",iCopy,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");    
442     }
443   }
444
445   delete parameter;
446
447 }
448
449 //_____________________________________________________________________________
450 void AliTRDgeometryDetail::CreateCooling(Int_t *idtmed) const
451 {
452   //
453   // Create the volumina of the cooling
454   //
455
456   const Int_t kNparTube = 3;
457
458   Float_t parTube[kNparTube];
459   Float_t xpos;
460   Float_t ypos;
461   Float_t zpos;
462
463   // The aluminum pipe for the cooling
464   parTube[0] = 0.0;
465   parTube[1] = 0.0;
466   parTube[2] = 0.0;
467   gMC->Gsvolu("UCOA","TUBE",idtmed[1324-1],parTube,0);
468
469   // The cooling water
470   parTube[0] =  0.0;
471   parTube[1] =  0.2/2.;
472   parTube[2] = -1.;
473   gMC->Gsvolu("UCOW","TUBE",idtmed[1314-1],parTube,kNparTube);
474
475   // Water inside the cooling pipe
476   xpos = 0.0;
477   ypos = 0.0;
478   zpos = 0.0;
479   gMC->Gspos("UCOW",1,"UCOA",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
480
481 }
482
483 //_____________________________________________________________________________
484 void AliTRDgeometryDetail::PositionCooling(Int_t ipla, Int_t icha, Int_t idrotm)
485 {
486   //
487   // Position the volumina of the cooling
488   //
489
490   const Int_t kNpar = 3;
491
492   Float_t par[kNpar];
493   Float_t xpos;
494   Float_t ypos;
495   Float_t zpos;
496
497   AliTRDparameter *parameter = new AliTRDparameter();
498
499   Int_t   iCopy   = GetDetector(ipla,icha,0) * 100;
500   Int_t   nMCMrow = parameter->GetRowMax(ipla,icha,0);
501
502   Float_t ySize   = (GetChamberLength(ipla,icha) - 2.*fgkRpadW) 
503                   / ((Float_t) nMCMrow);
504   Float_t y0      = parameter->GetRow0(ipla,icha,0);
505
506   // Position the cooling pipes
507   for (Int_t iMCMrow = 0; iMCMrow < nMCMrow; iMCMrow++) {
508
509     xpos   = 0.0;
510     ypos   = (0.5 + iMCMrow) * ySize + y0 - 1.9;
511     zpos   = fgkCH - fgkSheight/2. + 0.5/2.
512                    + ipla * (fgkCH + fgkVspace);
513     par[0] = 0.0;
514     par[1] = 0.3/2.;
515     par[2] = GetChamberWidth(ipla)/2.+ fgkCroW;
516     gMC->Gsposp("UCOA",iCopy+iMCMrow,"UTR1",xpos,ypos,zpos
517                       ,idrotm,"ONLY",par,kNpar);
518
519   }
520
521   delete parameter;
522
523 }