تتمتع أجهزة ليزر الألياف الضوئية في نطاق الموجة 2 ميكرومتر بقيمة استراتيجية لا يمكن الاستغناء عنها في مجالات الاستشعار الدقيق، والرعاية الطبية المتقدمة، والاتصالات الضوئية الفضائية، والسلامة الوطنية، بسبب ميزاتها مثل السلامة على العين البشرية، والنفاذية العالية في الغلاف الجوي، والامتصاص القوي لجزيئات الماء، لكن تصميم مواد الزجاج ذات مكاسب الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ذات أداء عالي لا يزال يواجه تحديات في التنبؤ. تعتمد هذه الورقة على نظام ثلاثي البوتاسيوم الزنك جرمانيوم (GeO₂-ZnO-BaO)، حيث تم التنبؤ والتحقق من منطقة تشكل الزجاج (تسمى منطقة تشكيل الزجاج) باستخدام الطرق الديناميكية الحرارية والتجارب المستهدفة، وتم اختيار 60GeO₂-20ZnO-20BaO كمكونات زجاج أساسية ذات استقرار حراري ممتاز. بناءً على ذلك، ومن خلال تجارب تدرج تركيز منهجية، تم تحديد أفضل نسبة دبلنة لمولير من Yb₂O₃ وHo₂O₃ بنسبة 1٪ و0.75٪ على التوالي. تحت تحفيز ليزر 980 نانومتر، يظهر هذا الزجاج انبعاث فلوري قوي في نطاق 2 ميكرومتر (Ho³⁺：⁵I₇→⁵I₈)، مع عمر تألق يصل إلى 2.92 مللي ثانية. تبلغ أقصى مقاطع امتصاص وإصدار لـ Ho³⁺ 4.24×10^-21 سم² و4.35×10^-21 سم² على التوالي، مما يجعلها من المستويات العليا بين أنظمة الزجاج المماثلة. ومن خلال طريقة التكامل التوسعية التداخلية، تم الكشف الكمي عن آلية نقل الطاقة المدعومة بالفونونات في النظام، حيث يبلغ معامل نقل الطاقة من Yb³⁺：²F_5/2 إلى Ho³⁺：⁵I₆ 9.88×10^-41 سم⁶·ث^-1، ويهيمن عليها العملية المدعومة بفونون واحد (86.37٪)، وتكون كفاءة النقل الأمامي أعلى بنحو مرتين من العملية العكسية (Ho³⁺：⁵I₆→Yb³⁺：²F_5/2)، مما يقلل من فقدان إعادة نقل الطاقة. توضح هذه النتائج أن الزجاج المشترك الدبلنة Yb³⁺/Ho³⁺ المستند إلى البوتاسيوم الزنك الجرماني المصمم حرارياً يمتلك أداء طيفي ممتاز وفعالية نقل طاقة عالية في نطاق 2 ميكرومتر، مع إمكانية تطبيقه كمادة مكسب ليزر الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، وتوفير مرجعية لتصميم أنظمة الزجاج ذات الصلة.

زجاج بوتاسيوم الزنك الجرماني; التنبؤ الديناميكي الحراري; Yb³⁺/Ho³⁺ مزدوج الدبلنة; انبعاث 2 ميكرومتر; نقل الطاقة بمساعدة الفونونات