ミラーの例

この例では、GEMC の光学サーフェス（「ミラー」）を紹介します。3 個の同一の 1 GeV 電子が低屈折率のガスラジエーターを通過し、それぞれが反射板の中心を狙って進みます。チェレンコフ光子は各電子の周囲の狭い前方コーン内にとどまり、その電子の反射板に到達します。各反射板は、それぞれ異なるミラー定義を示します。

polished_metal - 明示的な反射率テーブルを持つ dielectric_metal / polished / unified のスキンサーフェス：典型的な金属コートミラー。
rough_metal - ground 仕上げを使った同じスキンサーフェス：反射は鏡面ローブ（specularlobe = 1）に入り、そのぼけは sigmaAlpha で設定されます。
semi_transparent - ラジエーターとその反射板の間のボーダーサーフェスとして定義されたハーフミラー：光子の 60% が反射され、30% が反射板を透過し（transmittance）、10% が吸収されます。

各反射板は、その光子を自身の上流にある光子検出パネルへ反射して戻します（gPhotonDetector のデジタイゼーションを使用し、そのミラーの色で描画されます）。そのため、各パネルは同一の条件を見ており、違いは反射のみです。4 番目のパネルは、半透明板の背後にある大きなギャップを横切った後の透過光子を数えます。典型的な相対光子数（flat パネル = 1）：

パネル	サーフェス	相対カウント
flat (gold)	polished, R = 0.90	1.00
rough (tomato)	specular lobe, sigmaAlpha = 0.03	約 0.99（ぼけた像、わずかな漏れ）
semi (blue)	reflected, R = 0.60	約 0.69（= 0.60 / 0.90）
behind (blue)	transmitted, T = 0.30	約 0.37（= 0.30 / 0.90）

クイックスタート

この例をカレントディレクトリにコピーします。ジオメトリを作成し、10 イベントを実行して、CSV 出力ファイルを生成するには、次を実行します。

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

ジオメトリ

ジオメトリは mirrors.py で定義されています。ワールドボリューム root には、1 m^3 のガスラジエーター（radiatorGas、屈折率が約 1.001 のデモ用ガス）が含まれます。ラジエーターの内部には、次のものがあります。

ラジエーター中央部にある 3 枚の薄い板：スキンミラーを担う 2 枚のアルミニウム板と、半透明板 - 透過した光子が妨げられずに進み続けるようにラジエーターガスで作られています - これは semi_transparent ボーダーサーフェスの対象となります。
3 枚の上流光子検出パネル。各パネルは 1 枚の板と位置を合わせ、そのミラーの色で描画され、その板が反射した光子を収集します。
半透明板の背後にある長い透過ギャップ。光学真空（屈折率 1）で満たされているため、電子はギャップ内でチェレンコフ光を放射せず、透過光子がギャップを横切る様子を見ることができます。
ギャップの端にある 4 番目のパネル。透過光子を収集します。

インタラクティブビューア：

Mirrors simulation with 1 generated event.

ミラー定義

各ミラーは、ジオメトリと一緒に公開される GMirror です。

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)

そしてボリュームは名前でミラーを参照します。

plate.mirror = "polished_metal"

フィールドの完全なリファレンスについては、ミラーのドキュメントを参照してください。

物理

ステアリングカードは光学物理を有効にします。

phys_list: FTFP_BERT + G4OpticalPhysics

この例を実行すると、GEMC が作成したサーフェスが出力されます。

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

GEMC Analyzer によるプロット

まず GEMC を 10 イベントで実行します。デフォルトの YAML ファイルが analyzer の CSV ストリームを書き出します。

gemc mirrors.yaml -n=10

パネルごとの y vs x

以下のプロットは、光学光子のヒット位置を panel ごとに分割したものです。背後の透過パネルは、半透明の反射パネルのプロットに統合せず、独立したプロットとして示しています。各画像に表示されるカウントは、真情報ストリームから選択された行数です。



flat 反射パネル counts = 2,445	rough 反射パネル counts = 2,269

半透明反射パネル counts = 1,681	背後の透過パネル counts = 918