Exemple des miroirs

Cet exemple met en valeur les surfaces optiques (« miroirs ») de GEMC. Trois électrons identiques de 1 GeV traversent un radiateur gazeux à faible indice, chacun visant le centre d’une plaque réflectrice. Les photons Cherenkov restent dans un cône étroit vers l’avant autour de chaque électron et atteignent la plaque de cet électron. Chaque plaque illustre une définition de miroir différente :

• polished_metal - surface de type peau (skin surface) dielectric_metal / polished / unified avec une table de réflectivité explicite : un miroir typique revêtu de métal ;
• rough_metal - la même surface de type peau avec une finition ground : la réflexion se fait dans un lobe spéculaire (specularlobe = 1) dont le flou est fixé par sigmaAlpha ;
• semi_transparent - un miroir semi-réfléchissant défini comme surface de bord (border surface) entre le radiateur et sa plaque : 60 % des photons sont réfléchis, 30 % sont transmis à travers la plaque (transmittance) et 10 % sont absorbés.

Chaque plaque réfléchit ses photons vers son propre panneau détecteur de photons situé en amont (en utilisant la numérisation gPhotonDetector et dessiné dans la couleur de son miroir), de sorte que les panneaux voient des conditions identiques et que seule la réflexion diffère. Un quatrième panneau compte les photons transmis après qu’ils ont franchi un large espace derrière la plaque semi-transparente. Comptages relatifs de photons typiques (panneau plat = 1) :

Démarrage rapide

Copiez l’exemple dans votre répertoire courant. Pour créer la géométrie, exécuter 10 événements et produire des fichiers de sortie CSV :

cp -r $GEMC_HOME/examples/optical/mirrors .
cd mirrors
./mirrors.py
gemc mirrors.yaml -n=10

Géométrie

La géométrie est définie dans mirrors.py. Le volume monde root contient un radiateur gazeux de 1 m^3 (radiatorGas, un gaz de démonstration dont l’indice de réfraction est d’environ 1,001). À l’intérieur du radiateur :

• trois plaques fines au milieu du radiateur : deux plaques en aluminium portant les miroirs de type peau, et la plaque semi-transparente - faite de gaz radiateur afin que les photons transmis continuent sans être perturbés
  • visée par la surface de bord semi_transparent ;
• trois panneaux détecteurs de photons en amont, chacun aligné avec une plaque et dessiné dans la couleur de son miroir, collectant les photons réfléchis par cette plaque ;
• un long espace de transmission derrière la plaque semi-transparente, rempli d’un vide optique (indice de réfraction 1) afin que l’électron ne rayonne aucune lumière Cherenkov dans l’espace et que l’on puisse voir les photons transmis le traverser ;
• un quatrième panneau à l’extrémité de l’espace, collectant les photons transmis.

Visualiseur interactif :

Définitions des miroirs

Chaque miroir est un GMirror publié aux côtés de la géométrie :

polished = GMirror("polished_metal")
polished.type = "dielectric_metal"
polished.finish = "polished"
polished.model = "unified"
polished.border = "SkinSurface"
polished.photonEnergy = "2.0*eV 3.0*eV 4.0*eV 5.0*eV 6.0*eV"
polished.reflectivity = "0.90 0.90 0.89 0.88 0.87"
polished.publish(cfg)

et les volumes y font référence par leur nom :

plate.mirror = "polished_metal"

Consultez la documentation des miroirs pour la référence complète des champs.

Physique

La carte de pilotage active la physique optique :

phys_list: FTFP_BERT + G4OpticalPhysics

L’exécution de l’exemple affiche les surfaces créées par GEMC :

G4World: created optical surface <mirrors/polished_metal> type <dielectric_metal>,
finish <polished>, model <unified>
G4World: created 3 optical surfaces, attached to 2 skin and 1 border logical surfaces

Tracés avec l’analyseur GEMC

Exécutez d’abord GEMC avec 10 événements. Le fichier YAML par défaut écrit les flux CSV de l’analyseur.

gemc mirrors.yaml -n=10

y en fonction de x par panneau

Les tracés ci-dessous répartissent les positions des impacts de photons optiques par panel. Le panneau de transmission arrière est présenté comme son propre tracé, et non fusionné avec le tracé du panneau réfléchi semi-transparent. Le comptage affiché sur chaque image correspond au nombre de lignes sélectionnées dans le flux d’informations vraies.

panneau réfléchi plat comptages = 2 445	panneau réfléchi rugueux comptages = 2 269
panneau réfléchi semi-transparent comptages = 1 681	panneau transmis arrière comptages = 918