fix in calling of gaussian spread function
[u/mrichter/AliRoot.git] / ITS / AliITSresponse.cxx
index 19f2470..4288161 100644 (file)
  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  **************************************************************************/
 
-/* $Id$ */
 
 //////////////////////////////////////////////////////
-//  Response class for set:ITS                      //
+//  Base Response class for ITS                     //
 //  Specific subdetector implementation is done in  //
 //  AliITSresponseSPD                               //
 //  AliITSresponseSDD                               //
 //  AliITSresponseSSD                               //
 //////////////////////////////////////////////////////
-#include <Riostream.h>
-#include <TMath.h>
+
 #include "AliITSresponse.h"
 
 ClassImp(AliITSresponse)
 
 //______________________________________________________________________
-AliITSresponse::AliITSresponse(){
-    // Default Constructor
-
-    fdv = 0.000375;  // 300 microns and 80 volts.
-    fN  = 0.0;
-    fT  = 300.0;
-    SetGeVToCharge();
-    SetFilenames();
-}
-//______________________________________________________________________
-AliITSresponse::AliITSresponse(Double_t thickness){
-    // Default Constructor
-
-    fdv = thickness/80.0;   // 80 volts.
-    fN  = 0.0;
-    fT  = 300.0;
-    SetGeVToCharge();
-    SetFilenames();
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::MobilityElectronSiEmp() const {
-    // Computes the electron mobility in cm^2/volt-sec. Taken from SILVACO
-    // International ATLAS II, 2D Device Simulation Framework, User Manual 
-    // Chapter 5 Equation 5-6. An empirical function for low-field mobiliity 
-    // in silicon at different tempeatures.
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Mobility of electrons in Si at a give temprature and impurity
-    //    concentration. [cm^2/Volt-sec]
-    const Double_t km0  = 55.24; // cm^2/Volt-sec
-    const Double_t km1  = 7.12E+08; // cm^2 (degree K)^2.3 / Volt-sec
-    const Double_t kN0  = 1.072E17; // #/cm^3
-    const Double_t kT0  = 300.; // degree K.
-    const Double_t keT0 = -2.3; // Power of Temp.
-    const Double_t keT1 = -3.8; // Power of Temp.
-    const Double_t keN  = 0.73; // Power of Dopent Consentrations
-    Double_t m;
-    Double_t tT = fT,nN = fN;
-
-    if(nN<=0.0){ // Simple case.
-       if(tT==300.) return 1350.0; // From Table 5-1 at consentration 1.0E14.
-       m = km1*TMath::Power(tT,keT0);
-       return m;
-    } // if nN<=0.0
-    m = km1*TMath::Power(tT,keT0) - km0;
-    m /= 1.0 + TMath::Power(tT/kT0,keT1)*TMath::Power(nN/kN0,keN);
-    m += km0;
-    return m;
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::MobilityHoleSiEmp() const {
-    // Computes the Hole mobility in cm^2/volt-sec. Taken from SILVACO
-    // International ATLAS II, 2D Device Simulation Framework, User Manual 
-    // Chapter 5 Equation 5-7 An empirical function for low-field mobiliity 
-    // in silicon at different tempeatures.
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Mobility of Hole in Si at a give temprature and impurity
-    //    concentration. [cm^2/Volt-sec]
-    const Double_t km0a = 49.74; // cm^2/Volt-sec
-    const Double_t km0b = 49.70; // cm^2/Volt-sec
-    const Double_t km1  = 1.35E+08; // cm^2 (degree K)^2.3 / Volt-sec
-    const Double_t kN0  = 1.606E17; // #/cm^3
-    const Double_t kT0  = 300.; // degree K.
-    const Double_t keT0 = -2.2; // Power of Temp.
-    const Double_t keT1 = -3.7; // Power of Temp.
-    const Double_t keN  = 0.70; // Power of Dopent Consentrations
-    Double_t m;
-    Double_t tT = fT,nN = fN;
-
-    if(nN<=0.0){ // Simple case.
-       if(tT==300.) return 495.0; // From Table 5-1 at consentration 1.0E14.
-       m = km1*TMath::Power(tT,keT0) + km0a-km0b;
-       return m;
-    } // if nN<=0.0
-    m = km1*TMath::Power(tT,keT0) - km0b;
-    m /= 1.0 + TMath::Power(tT/kT0,keT1)*TMath::Power(nN/kN0,keN);
-    m += km0a;
-    return m;
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::DiffusionCoefficientElectron() const {
-    // Computes the Diffusion coefficient for electrons in cm^2/sec. Taken 
-    // from SILVACO International ATLAS II, 2D Device Simulation Framework, 
-    // User Manual Chapter 5 Equation 5-53. Einstein relations for diffusion 
-    // coefficient. Note: 1 cm^2/sec = 10 microns^2/nanosec.
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Diffusion Coefficient of electrons in Si at a give temprature
-    //    and impurity concentration. [cm^2/sec]
-    // const Double_t kb = 1.3806503E-23; // Joules/degree K
-    // const Double_t qe = 1.60217646E-19; // Coulumbs.
-    const Double_t kbqe = 8.617342312E-5; // Volt/degree K
-    Double_t m = MobilityElectronSiEmp();
-    Double_t tT = fT;
-
-    return m*kbqe*tT;  // [cm^2/sec]
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::DiffusionCoefficientHole() const {
-    // Computes the Diffusion coefficient for Holes in cm^2/sec. Taken 
-    // from SILVACO International ATLAS II, 2D Device Simulation Framework, 
-    // User Manual Chapter 5 Equation 5-53. Einstein relations for diffusion 
-    // coefficient. Note: 1 cm^2/sec = 10 microns^2/nanosec.
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Defusion Coefficient of Hole in Si at a give temprature and 
-    //    impurity concentration. [cm^2/sec]
-    //    and impurity concentration. [cm^2/sec]
-    // const Double_t kb = 1.3806503E-23; // Joules/degree K
-    // const Double_t qe = 1.60217646E-19; // Coulumbs.
-    const Double_t kbqe = 8.617342312E-5; // Volt/degree K
-    Double_t m = MobilityHoleSiEmp();
-    Double_t tT = fT;
+AliITSresponse::AliITSresponse():
+TObject(),
+fDiffCoeff(0.),
+fDiffCoeff1(0.){
+  
+  // Default Constructor
 
-    return m*kbqe*tT;  // [cm^2/sec]
 }
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::SpeedElectron() const {
-    // Computes the average speed for electrons in Si under the low-field 
-    // approximation. [cm/sec].
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The speed the holes are traveling at due to the low field applied. 
-    //    [cm/sec]
-    Double_t m = MobilityElectronSiEmp();
-
-    return m/fdv;  // [cm/sec]
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::SpeedHole() const {
-    // Computes the average speed for Holes in Si under the low-field 
-    // approximation.[cm/sec].
-    // Inputs:
-    //    none.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The speed the holes are traveling at due to the low field applied. 
-    //    [cm/sec]
-    Double_t m = MobilityHoleSiEmp();
 
-    return m/fdv;  // [cm/sec]
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::SigmaDiffusion3D(Double_t l) const {
-    // Returns the Gaussian sigma^2 == <x^2+y^2+z^2> [cm^2] due to the
-    // defusion of electrons or holes through a distance l [cm] caused 
-    // by an applied voltage v [volt] through a distance d [cm] in any
-    //  material at a temperature T [degree K]. The sigma diffusion when
-    //  expressed in terms of the distance over which the diffusion 
-    // occures, l=time/speed, is independent of the mobility and therefore
-    //  the properties of the material. The charge distributions is given by 
-    // n = exp(-r^2/4Dt)/(4piDt)^1.5. From this <r^2> = 6Dt where D=mkT/e
-    // (m==mobility, k==Boltzman's constant, T==temparature, e==electric 
-    // charge. and vel=m*v/d. consiquently sigma^2=6kTdl/ev.
-    // Inputs:
-    //    Double_t l   Distance the charge has to travel.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Sigma due to the diffution of electrons. [cm]
-    const Double_t kcon = 5.17040258E-04; // == 6k/e [J/col or volts]
-
-    return TMath::Sqrt(kcon*fT*fdv*l);  // [cm]
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::SigmaDiffusion2D(Double_t l) const {
-    // Returns the Gaussian sigma^2 == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion 
-    // of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
-    // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
-    // temperature T [degree K]. The sigma diffusion when expressed in terms
-    // of the distance over which the diffusion occures, l=time/speed, is 
-    // independent of the mobility and therefore the properties of the
-    // material. The charge distributions is given by 
-    // n = exp(-r^2/4Dt)/(4piDt)^1.5. From this <x^2+z^2> = 4Dt where D=mkT/e
-    // (m==mobility, k==Boltzman's constant, T==temparature, e==electric 
-    // charge. and vel=m*v/d. consiquently sigma^2=4kTdl/ev.
-    // Inputs:
-    //    Double_t l   Distance the charge has to travel.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Sigma due to the diffution of electrons. [cm]
-    const Double_t kcon = 3.446935053E-04; // == 4k/e [J/col or volts]
-
-    return TMath::Sqrt(kcon*fT*fdv*l);  // [cm]
-}
-//______________________________________________________________________
-Double_t AliITSresponse::SigmaDiffusion1D(Double_t l) const {
-    // Returns the Gaussian sigma^2 == <x^2> [cm^2] due to the defusion 
-    // of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
-    // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
-    // temperature T [degree K]. The sigma diffusion when expressed in terms
-    // of the distance over which the diffusion occures, l=time/speed, is 
-    // independent of the mobility and therefore the properties of the
-    // material. The charge distributions is given by 
-    // n = exp(-r^2/4Dt)/(4piDt)^1.5. From this <r^2> = 2Dt where D=mkT/e
-    // (m==mobility, k==Boltzman's constant, T==temparature, e==electric 
-    // charge. and vel=m*v/d. consiquently sigma^2=2kTdl/ev.
-    // Inputs:
-    //    Double_t l   Distance the charge has to travel.
-    // Output:
-    //    none.
-    // Return:
-    //    The Sigma due to the diffution of electrons. [cm]
-    const Double_t kcon = 1.723467527E-04; // == 2k/e [J/col or volts]
-
-    return TMath::Sqrt(kcon*fT*fdv*l);  // [cm]
-}
-//----------------------------------------------------------------------
-void AliITSresponse::Print(ostream *os) const {
-  // Standard output format for this class.
-  // Inputs:
-    *os << fdv << " " << fN << " " << fT << " ";
-    *os << fGeVcharge;    
-  //    printf("%-10.6e  %-10.6e %-10.6e %-10.6e \n",fdv,fN,fT,fGeVcharge);
-    return;
-}
-//----------------------------------------------------------------------
-void AliITSresponse::Read(istream *is) {
-  // Standard input format for this class.
-  // Inputs:
-  //    ostream *is  Pointer to the output stream
-  // Outputs:
-  //    none:
-  // Return:
-  //    none.
-
-    *is >> fdv >> fN >> fT >> fGeVcharge;
-    return;
-}
-//----------------------------------------------------------------------
-
-ostream &operator<<(ostream &os,AliITSresponse &p){
-  // Standard output streaming function.
-  // Inputs:
-  //    ostream *os  Pointer to the output stream
-  // Outputs:
-  //    none:
-  // Return:
-  //    none.
-
-    p.Print(&os);
-    return os;
-}
-
-//----------------------------------------------------------------------
-istream &operator>>(istream &is,AliITSresponse &r){
-  // Standard input streaming function.
-  // Inputs:
-  //    ostream *os  Pointer to the output stream
-  // Outputs:
-  //    none:
-  // Return:
-  //    none.
-
-    r.Read(&is);
-    return is;
-}
-//----------------------------------------------------------------------