Exemple de miroir parabolique

Cet exemple construit un miroir optique de type télescope à partir de deux solides Geant4 G4Paraboloid. Un faisceau parallèle de photons optiques pénètre dans un volume de vide optique, se réfléchit sur la surface interne de la coque du miroir, puis est collecté par un petit panneau gPhotonDetector situé près du foyer nominal.

Démarrage rapide

Copiez l’exemple dans votre répertoire courant, créez la géométrie et exécutez un événement :

cp -r $GEMC_HOME/examples/optical/parabolic_mirror .
cd parabolic_mirror
./parabolic_mirror.py
gemc parabolic_mirror.yaml -n=1

Géométrie

Le miroir est une fine coque booléenne. Le script de géométrie définit deux opérandes de construction :

outer_dish - le G4Paraboloid extérieur ;
inner_dish - un G4Paraboloid légèrement plus petit qui définit la cavité vide.

Les deux opérandes sont publiés avec exist réglé à 0. Ils ne sont pas placés en tant que volumes de détecteur, mais leurs solides restent disponibles pour l’opération booléenne finale :

mirror = GVolume("parabolic_dish")
mirror.mother = "optical_space"
mirror.solidsOpr = "outer_dish - inner_dish"
mirror.set_position(0, 0, mirror_z)
mirror.set_rotation(180, 0, 0)
mirror.material = "G4_Al"
mirror.mirror = "parabolic_reflector"
mirror.publish(cfg)

G4Paraboloid exige que le rayon à -dz soit plus petit que le rayon à +dz. La coque finale est tournée de 180 degrés autour de x afin que le côté ouvert fasse face aux photons incidents.

Visualiseur interactif :

Parabolic mirror simulation with 1 generated optical-photon event.

Surface du miroir

Le revêtement du miroir est une surface de type peau (skin surface) GMirror attachée à la coque booléenne finale :

reflector = GMirror("parabolic_reflector")
reflector.type = "dielectric_metal"
reflector.finish = "polished"
reflector.model = "unified"
reflector.border = "SkinSurface"
reflector.photonEnergy = "2.0*eV 3.0*eV 4.0*eV 5.0*eV 6.0*eV"
reflector.reflectivity = "0.95 0.95 0.95 0.95 0.95"
reflector.publish(cfg)

mirror.mirror = "parabolic_reflector"

Consultez la documentation sur les miroirs pour les champs de la surface du miroir.

Détecteur de photons

Le détecteur est placé près du point focal nominal et utilise gPhotonDetector :

detector = GVolume("focus_detector")
detector.make_tube(0, 60, 1, 0, 360)
detector.set_position(0, 0, focus_z)
detector.material = "opticalVacuum"
detector.digitization = "gPhotonDetector"
detector.set_identifier("panel", 1)
detector.publish(cfg)

La carte de pilotage active la physique optique et lance des photons optiques dans l’ouverture du miroir :

phys_list: FTFP_BERT + G4OpticalPhysics

gparticle:
  - name: opticalphoton
    multiplicity: 200
    p: 3*eV
    vz: -42*cm
    delta_vx: 17*cm
    delta_vy: 17*cm

Geant4 peut avertir que les photons optiques générés ont une polarisation nulle et leur attribuer une polarisation aléatoire. Cet avertissement est attendu pour cette source simple.