c8c2597f21f657bce3f30ed225bcc1253ed344d9
[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 /*
17 $Log$
18 Revision 1.3  2002/02/11 14:21:16  cblume
19 Update of the geometry. Get rid of MANY
20
21 Revision 1.2  2001/11/08 13:13:08  cblume
22 Change to MANY for UCFI/M/O and UAFI/M/O
23
24 Revision 1.1  2001/11/06 17:19:41  cblume
25 Add detailed geometry and simple simulator
26
27 */
28
29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
30 //                                                                           //
31 //  Detailed TRD geometry for the spaceframe without holes                   //
32 //                                                                           //
33 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
34
35 #include "AliMC.h"
36
37 #include "AliTRDgeometryDetail.h"
38
39 ClassImp(AliTRDgeometryDetail)
40
41 //_____________________________________________________________________________
42 AliTRDgeometryDetail::AliTRDgeometryDetail():AliTRDgeometryFull()
43 {
44   //
45   // AliTRDgeometryDetail default constructor
46   //
47
48   Init();
49
50 }
51
52 //_____________________________________________________________________________
53 AliTRDgeometryDetail::~AliTRDgeometryDetail()
54 {
55   //
56   // AliTRDgeometryDetail destructor
57   //
58
59 }
60
61 //_____________________________________________________________________________
62 void AliTRDgeometryDetail::Init()
63 {
64   //
65   // Initializes the geometry parameter
66   //
67
68   AliTRDgeometryFull::Init();
69
70 }
71
72 //_____________________________________________________________________________
73 void AliTRDgeometryDetail::CreateGeometry(Int_t *idtmed)
74 {
75   //
76   // Create the detailed TRD geometry without hole
77   // including the MCMs and the cooling pipes
78   //
79   //
80   // Names of the TRD volumina (xx = detector number):
81   //
82   //      Lower part of the readout chambers (gas volume + radiator)
83   //
84   //        UAxx    Aluminum frames             (Al)
85   //        UBxx    G10 frames                  (C)
86   //        UCxx    Inner volumes               (Air)
87   //
88   //      Upper part of the readout chambers (readout plane + fee)
89   //
90   //        UDxx    G10 frames                  (C)
91   //        UExx    Inner volumes of the G10    (Air)
92   //        UFxx    Aluminum frames             (Al)
93   //        UGxx    Inner volumes of the Al     (Air)
94   //
95   //      Inner material layers
96   //
97   //        UHxx    Radiator                    (Rohacell)
98   //        UIxx    Entrance window             (Mylar)
99   //        UJxx    Drift volume                (Xe/CO2)
100   //        UKxx    Amplification volume        (Xe/CO2)
101   //        ULxx    Pad plane                   (Cu)
102   //        UMxx    Support structure           (Rohacell)
103   //        UNxx    FEE + signal lines          (Cu)
104   //
105
106   const Int_t kNparTrd = 4;
107   const Int_t kNparCha = 3;
108
109   Float_t xpos, ypos, zpos;
110
111   Float_t parTrd[kNparTrd];
112   Float_t parCha[kNparCha];
113
114   Char_t  cTagV[5];
115   Char_t  cTagM[5];
116
117   Int_t   idrotm;
118
119   // Rotation matrix
120   gMC->Matrix(idrotm,  0.0,  0.0, 90.0, 90.0, 90.0,  0.0);
121
122   // The TRD mother volume for one sector (Air), full length in z-direction
123   parTrd[0] = fgkSwidth1/2.;
124   parTrd[1] = fgkSwidth2/2.;
125   parTrd[2] = fgkSlenTR1/2.;
126   parTrd[3] = fgkSheight/2.;
127   gMC->Gsvolu("UTR1","TRD1",idtmed[1302-1],parTrd,kNparTrd);
128
129   // Create the readout volumina
130   CreateReadout(idtmed);
131
132   // Create the volumina for the cooling
133   CreateCooling(idtmed);
134
135   for (Int_t icham = 0; icham < kNcham; icham++) {
136     for (Int_t iplan = 0; iplan < kNplan; iplan++) {  
137
138       Int_t iDet = GetDetectorSec(iplan,icham);
139
140       // The lower part of the readout chambers (gas volume + radiator) 
141       // The aluminum frames 
142       sprintf(cTagV,"UA%02d",iDet);
143       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2.;
144       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
145       parCha[2] = fgkCraH/2. + fgkCdrH/2.;
146       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1301-1],parCha,kNparCha);
147       // The G10 frames 
148       sprintf(cTagV,"UB%02d",iDet);
149       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. - fgkCalT; 
150       parCha[1] = -1.;
151       parCha[2] = -1.;
152       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1307-1],parCha,kNparCha);
153       // The inner part (air)
154       sprintf(cTagV,"UC%02d",iDet);
155       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. - fgkCalT - fgkCclsT; 
156       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCclfT;
157       parCha[2] = -1.;
158       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
159
160       // The upper part of the readout chambers (readout plane + fee)
161       // The G10 frames
162       sprintf(cTagV,"UD%02d",iDet);
163       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW;
164       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
165       parCha[2] = fgkCamH/2.;
166       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1307-1],parCha,kNparCha);
167       // The inner part of the G10 frame (air)
168       sprintf(cTagV,"UE%02d",iDet);
169       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW - fgkCcuT; 
170       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCcuT;
171       parCha[2] = -1.;
172       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
173       // The aluminum frames
174       sprintf(cTagV,"UF%02d",iDet);
175       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW;
176       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.;
177       parCha[2] = fgkCroH/2.;
178       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1301-1],parCha,kNparCha);
179       // The inner part of the aluminum frames
180       sprintf(cTagV,"UG%02d",iDet);
181       parCha[0] = fCwidth[iplan]/2. + fgkCroW - fgkCauT; 
182       parCha[1] = fClength[iplan][icham]/2. - fgkHspace/2.- fgkCauT;
183       parCha[2] = -1.;
184       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1302-1],parCha,kNparCha);
185
186       // The material layers inside the chambers
187       parCha[0] = -1.;
188       parCha[1] = -1.;
189       // Rohacell layer (radiator)
190       parCha[2] = fgkRaThick/2;
191       sprintf(cTagV,"UH%02d",iDet);
192       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1315-1],parCha,kNparCha);
193       // Mylar layer (entrance window + HV cathode) 
194       parCha[2] = fgkMyThick/2;
195       sprintf(cTagV,"UI%02d",iDet);
196       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1308-1],parCha,kNparCha);
197       // Xe/Isobutane layer (drift volume) 
198       parCha[2] = fgkDrThick/2.;
199       sprintf(cTagV,"UJ%02d",iDet);
200       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);
201       // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
202       parCha[2] = fgkAmThick/2.;
203       sprintf(cTagV,"UK%02d",iDet);
204       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1309-1],parCha,kNparCha);  
205       // Cu layer (pad plane)
206       parCha[2] = fgkCuThick/2;
207       sprintf(cTagV,"UL%02d",iDet);
208       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
209       // G10 layer (support structure / honeycomb)
210       parCha[2] = fgkSuThick/2;
211       sprintf(cTagV,"UM%02d",iDet);
212       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1313-1],parCha,kNparCha);
213       // Cu layer (FEE + signal lines)
214       parCha[2] = fgkFeThick/2;
215       sprintf(cTagV,"UN%02d",iDet);
216       gMC->Gsvolu(cTagV,"BOX ",idtmed[1305-1],parCha,kNparCha);
217
218       // Position the layers in the chambers
219       xpos = 0;
220       ypos = 0;
221       // Lower part
222       // Rohacell layer (radiator)
223       zpos = fgkRaZpos;
224       sprintf(cTagV,"UH%02d",iDet);
225       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
226       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
227       // Mylar layer (entrance window + HV cathode)   
228       zpos = fgkMyZpos;
229       sprintf(cTagV,"UI%02d",iDet);
230       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
231       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
232       // Xe/Isobutane layer (drift volume) 
233       zpos = fgkDrZpos;
234       sprintf(cTagV,"UJ%02d",iDet);
235       sprintf(cTagM,"UC%02d",iDet);
236       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
237       // Upper part
238       // Xe/Isobutane layer (amplification volume)
239       zpos = fgkAmZpos;
240       sprintf(cTagV,"UK%02d",iDet);
241       sprintf(cTagM,"UE%02d",iDet);
242       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
243       // Readout part
244       // Cu layer (pad plane)
245       zpos = fgkCuZpos; 
246       sprintf(cTagV,"UL%02d",iDet);
247       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
248       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
249       // G10 layer (support structure)
250       zpos = fgkSuZpos;
251       sprintf(cTagV,"UM%02d",iDet);
252       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
253       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
254       // Cu layer (FEE + signal lines)
255       zpos = fgkFeZpos; 
256       sprintf(cTagV,"UN%02d",iDet);
257       sprintf(cTagM,"UG%02d",iDet);
258       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
259
260       // Position the inner volumes of the chambers in the frames
261       xpos      = 0.0;
262       ypos      = 0.0;
263       zpos      = 0.0;
264       // The inside of the lower G10 frame
265       sprintf(cTagV,"UC%02d",iDet);
266       sprintf(cTagM,"UB%02d",iDet);
267       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
268       // The lower G10 frame inside the aluminum frame
269       sprintf(cTagV,"UB%02d",iDet);
270       sprintf(cTagM,"UA%02d",iDet);
271       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
272       // The inside of the upper G10 frame
273       sprintf(cTagV,"UE%02d",iDet);
274       sprintf(cTagM,"UD%02d",iDet);
275       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
276       // The inside of the upper aluminum frame
277       sprintf(cTagV,"UG%02d",iDet);
278       sprintf(cTagM,"UF%02d",iDet);
279       gMC->Gspos(cTagV,1,cTagM,xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");      
280
281       // Position the frames of the chambers in the TRD mother volume
282       xpos  = 0.;
283       ypos  = - fClength[iplan][0] - fClength[iplan][1] - fClength[iplan][2]/2.;
284       for (Int_t ic = 0; ic < icham; ic++) {
285         ypos += fClength[iplan][ic];        
286       }
287       ypos += fClength[iplan][icham]/2.;
288       zpos  = fgkCraH/2. + fgkCdrH/2. - fgkSheight/2. + iplan * (fgkCH + fgkVspace);
289       // The lower aluminum frame, radiator + drift region
290       sprintf(cTagV,"UA%02d",iDet);
291       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
292       // The upper G10 frame, amplification region
293       sprintf(cTagV,"UD%02d",iDet);
294       zpos += fgkCamH/2. + fgkCraH/2. + fgkCdrH/2.;
295       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
296       // The upper aluminum frame
297       sprintf(cTagV,"UF%02d",iDet);
298       zpos += fgkCroH/2. + fgkCamH/2.;
299       gMC->Gspos(cTagV,1,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
300  
301       // Position the MCM volumina
302       PositionReadout(iplan,icham);
303
304       // Position the volumina for the cooling
305       PositionCooling(iplan,icham,idrotm);
306
307     }
308   }
309
310   xpos = 0.;
311   ypos = 0.;
312   zpos = 0.;
313   gMC->Gspos("UTR1",1,"BTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
314   gMC->Gspos("UTR1",2,"BTR2",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
315   gMC->Gspos("UTR1",3,"BTR3",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
316
317 }
318
319 //_____________________________________________________________________________
320 void AliTRDgeometryDetail::CreateReadout(Int_t *idtmed) const
321 {
322   //
323   // Create the volumina of the readout electronics
324   //
325
326   const Int_t   kNparBox    = 3;
327
328   Float_t parBox[kNparBox];
329   Float_t xpos = 0.0;
330   Float_t ypos = 0.0;
331   Float_t zpos = 0.0;
332
333   // The mother volume for the MCMs + connectors (air)
334   parBox[0] = 3.0/2.;
335   parBox[1] = 3.4/2.;
336   parBox[2] = 0.5/2.;
337   gMC->Gsvolu("UMCM","BOX",idtmed[1302-1],parBox,kNparBox);
338
339   // The MCM carrier G10 layer
340   parBox[0] = 3.0/2.;
341   parBox[1] = 3.0/2.;
342   parBox[2] = 0.1/2.;
343   gMC->Gsvolu("UMC1","BOX",idtmed[1319-1],parBox,kNparBox);
344   // The MCM carrier Cu layer
345   parBox[0] = 3.0/2.;
346   parBox[1] = 3.0/2.;
347   parBox[2] = 0.0034/2.;
348   gMC->Gsvolu("UMC2","BOX",idtmed[1318-1],parBox,kNparBox);
349   // The MCM carrier Sn layer
350   parBox[0] = 3.0/2.;
351   parBox[1] = 3.0/2.;
352   parBox[2] = 0.004/2.;
353   gMC->Gsvolu("UMC3","BOX",idtmed[1317-1],parBox,kNparBox);
354   // The MCM carrier Al layer
355   parBox[0] = 3.0/2.;
356   parBox[1] = 3.0/2.;
357   parBox[2] = 0.05/2.;
358   gMC->Gsvolu("UMC4","BOX",idtmed[1316-1],parBox,kNparBox);
359
360   // The epoxy of chip no.1
361   parBox[0] = 0.548/2.;
362   parBox[1] = 0.548/2.;
363   parBox[2] = 0.1/2.;
364   gMC->Gsvolu("UCE1","BOX",idtmed[1321-1],parBox,kNparBox);
365   // The silicon of chip no.1
366   parBox[0] = 0.316/2.;
367   parBox[1] = 0.316/2.;
368   parBox[2] = 0.03/2.;
369   gMC->Gsvolu("UCS1","BOX",idtmed[1320-1],parBox,kNparBox);
370
371   // The epoxy of chip no.2
372   parBox[0] = 1.549/2.;
373   parBox[1] = 1.549/2.;
374   parBox[2] = 0.1/2.;
375   gMC->Gsvolu("UCE2","BOX",idtmed[1321-1],parBox,kNparBox);
376   // The silicon of chip no.2
377   parBox[0] = 0.894/2.;
378   parBox[1] = 0.894/2.;
379   parBox[2] = 0.03/2.;
380   gMC->Gsvolu("UCS2","BOX",idtmed[1320-1],parBox,kNparBox);
381
382   // The PE of the connector
383   parBox[0] = 2.25/2.;
384   parBox[1] = 0.4/2.;
385   parBox[2] = 0.3/2.;
386   gMC->Gsvolu("UCN1","BOX",idtmed[1322-1],parBox,kNparBox);
387   // The Cu of the connector
388   parBox[0] = 2.25/2.;
389   parBox[1] = 0.4/2.;
390   parBox[2] = 0.005/2.;
391   gMC->Gsvolu("UCN2","BOX",idtmed[1323-1],parBox,kNparBox);
392
393   xpos  =  0.0;
394   ypos  = -0.4/2.;
395   zpos  = -0.25      + 0.1/2.;
396   gMC->Gspos("UMC1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
397   zpos +=  0.1/2.   + 0.0034/2.;
398   gMC->Gspos("UMC2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
399   zpos +=  0.0034/2 + 0.004/2.;
400   gMC->Gspos("UMC3",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
401   zpos +=  0.004/2  + 0.05/2.;
402   gMC->Gspos("UMC4",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
403   zpos +=  0.05/2.  + 0.1/2.;
404   xpos  =  1.0;
405   gMC->Gspos("UCE1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
406   xpos  = -0.5;
407   gMC->Gspos("UCE2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
408   zpos +=  0.1/2.   + 0.03/2.;
409   xpos  =  1.0;
410   gMC->Gspos("UCS1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
411   xpos  = -0.5;
412   gMC->Gspos("UCS2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
413   xpos  =  0.0;
414   ypos  =  3.4/2.   - 0.4/2.;
415   zpos  = -0.25     + 0.3/2.;
416   gMC->Gspos("UCN1",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
417   zpos +=  0.3/2.   + 0.005/2.;
418   gMC->Gspos("UCN2",1,"UMCM",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");  
419
420 }
421
422 //_____________________________________________________________________________
423 void AliTRDgeometryDetail::PositionReadout(Int_t ipla, Int_t icha)
424 {
425   //
426   // Position the volumina inside the readout mother volume
427   //
428
429   const Int_t   kNmcmChannel = 18;
430
431   Int_t nMCMrow = GetRowMax(ipla,icha,0);
432   Int_t nMCMcol = GetColMax(ipla) / kNmcmChannel;
433
434   Float_t xSize = (GetChamberWidth(ipla)       - 2.*fgkCpadW) 
435                 / ((Float_t) nMCMcol);
436   Float_t ySize = (GetChamberLength(ipla,icha) - 2.*fgkRpadW) 
437                 / ((Float_t) nMCMrow);
438   Float_t x0    = GetCol0(ipla);
439   Float_t y0    = GetRow0(ipla,icha,0);
440
441   Int_t iCopy = GetDetector(ipla,icha,0) * 1000;
442   for (Int_t iMCMrow = 0; iMCMrow < nMCMrow; iMCMrow++) {
443     for (Int_t iMCMcol = 0; iMCMcol < nMCMcol; iMCMcol++) {
444       iCopy++;
445       Float_t xpos = (0.5 + iMCMcol) * xSize + x0; 
446       Float_t ypos = (0.5 + iMCMrow) * ySize + y0;
447       Float_t zpos = fgkCH - fgkSheight/2. + 0.5/2.
448                    + ipla * (fgkCH + fgkVspace);
449       gMC->Gspos("UMCM",iCopy,"UTR1",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");    
450     }
451   }
452
453 }
454
455 //_____________________________________________________________________________
456 void AliTRDgeometryDetail::CreateCooling(Int_t *idtmed) const
457 {
458   //
459   // Create the volumina of the cooling
460   //
461
462   const Int_t kNparTube = 3;
463
464   Float_t parTube[kNparTube];
465   Float_t xpos;
466   Float_t ypos;
467   Float_t zpos;
468
469   // The aluminum pipe for the cooling
470   parTube[0] = 0.0;
471   parTube[1] = 0.0;
472   parTube[2] = 0.0;
473   gMC->Gsvolu("UCOA","TUBE",idtmed[1324-1],parTube,0);
474
475   // The cooling water
476   parTube[0] =  0.0;
477   parTube[1] =  0.2/2.;
478   parTube[2] = -1.;
479   gMC->Gsvolu("UCOW","TUBE",idtmed[1314-1],parTube,kNparTube);
480
481   // Water inside the cooling pipe
482   xpos = 0.0;
483   ypos = 0.0;
484   zpos = 0.0;
485   gMC->Gspos("UCOW",1,"UCOA",xpos,ypos,zpos,0,"ONLY");
486
487 }
488
489 //_____________________________________________________________________________
490 void AliTRDgeometryDetail::PositionCooling(Int_t ipla, Int_t icha, Int_t idrotm)
491 {
492   //
493   // Position the volumina of the cooling
494   //
495
496   const Int_t kNpar = 3;
497
498   Float_t par[kNpar];
499   Float_t xpos;
500   Float_t ypos;
501   Float_t zpos;
502
503   Int_t   iCopy   = GetDetector(ipla,icha,0) * 100;
504   Int_t   nMCMrow = GetRowMax(ipla,icha,0);
505
506   Float_t ySize   = (GetChamberLength(ipla,icha) - 2.*fgkRpadW) 
507                   / ((Float_t) nMCMrow);
508   Float_t y0      = GetRow0(ipla,icha,0);
509
510   // Position the cooling pipes
511   for (Int_t iMCMrow = 0; iMCMrow < nMCMrow; iMCMrow++) {
512
513     xpos   = 0.0;
514     ypos   = (0.5 + iMCMrow) * ySize + y0 - 1.9;
515     zpos   = fgkCH - fgkSheight/2. + 0.5/2.
516                    + ipla * (fgkCH + fgkVspace);
517     par[0] = 0.0;
518     par[1] = 0.3/2.;
519     par[2] = GetChamberWidth(ipla)/2.+ fgkCroW;
520     gMC->Gsposp("UCOA",iCopy+iMCMrow,"UTR1",xpos,ypos,zpos
521                       ,idrotm,"ONLY",par,kNpar);
522
523   }
524
525 }