نظرًا لأن ليزر الألياف الضوئية في نطاق 2 ميكرومتر يجمع بين أمان العين البشرية، وارتفاع النفاذية الجوية، والامتصاص القوي لجزيئات الماء، فإنه يمتلك قيمة تطبيق استراتيجية لا غنى عنها في مجالات الاستشعار الدقيق، الطب المتقدم، الاتصالات الضوئية الفضائية، والأمن الوطني. ومع ذلك، لا تزال قابلية التنبؤ بتصميم مواد زجاجية عالية الأداء للنطاق تحت الأحمر المتوسط تشكل تحديًا. استنادًا إلى نظام ثلاثي المكونات من أكسيد الجير والزنك والجرمانيوم (GeO₂-ZnO-BaO)، استخدم هذا البحث طرقًا حرارية وتجارب مستهدفة للتنبؤ والتحقق من منطقة تشكيل الزجاج (وتُسمى منطقة التشكيل اختصارًا). ومن خلال ذلك تم اختيار 60GeO₂-20ZnO-20BaO كمكون أساسي للزجاج نظراً لاستقرارها الحراري المتميز. بناءً على ذلك، ومن خلال تجارب تدرج التركيز المنهجية، تم تحديد التركيز الأمثل للتشويش لكل من Yb₂O₃ و Ho₂O₃ عند 1% مول و0.75% مول على التوالي. تحت تحفيز ليزر بطول موجة 980 نانومتر، أظهر هذا الزجاج في نطاق 2 ميكرومتر (Ho³⁺：⁵I₇→⁵I₈) انبعاث فلوريسنت قوي، مع عمر فلوريسنت يصل إلى 2.92 مللي ثانية. كانت أقصى مساحات الامتصاص والانبعاث لـ Ho³⁺ على التوالي هي 4.24×10^-21 سم² و4.35×10^-21 سم²، مما يدل على مستوى مرتفع مقارنة مع أنظمة الزجاج المماثلة. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تطبيق طريقة التكامل التراكبي الموسع تم الكشف الكمي عن آلية نقل الطاقة بمساعدة الفونون في النظام، حيث كان معامل نقل الطاقة لـ Yb³⁺：²F_5/2→ Ho³⁺：⁵I₆ يساوي 9.88×10^-41 سم⁶/ث، مع سيطرة العملية المعتمدة على الفونون الأحادي (86.37%)، وكانت كفاءة النقل الأمامي أعلى بحوالي مرتين من العملية العكسية (Ho³⁺：⁵I₆→ Yb³⁺：²F_5/2)، مما يقلل من خسارة الطاقة المرتدة. وتشير النتائج إلى أن الزجاج المختار حراريًا المشوب بالتزامن Yb³⁺/Ho³⁺ في نظام أكسيد الجير والزنك والجرمانيوم يمتلك خصائص طيفية متميزة وكفاءة عالية في نقل الطاقة ضمن نطاق 2 ميكرومتر، مما يجعله مرشحًا مبتكرًا لمواد كسب الليزر تحت الأحمر المتوسط، ويوفر مرجعًا لتصميم أنظمة الزجاج المتعلقة.

زجاج أكسيد الجير والزنك والجرمانيوم; التنبؤ الحراري; تشويب متزامن Yb³⁺/Ho³⁺; الإشعاع 2 ميكرومتر; نقل الطاقة بمساعدة الفونون