2-μm-Wellenlängen-Faserlaser besitzen aufgrund von Vorteilen wie Augensicherheit, hoher atmosphärischer Durchlässigkeit und starker Absorption von Wassermolekülen einen unverzichtbaren strategischen Anwendungswert in Bereichen wie Präzisionssensorik, fortschrittlicher Medizin, Weltraumoptischer Kommunikation und nationaler Sicherheit. Die vorhersagbare Gestaltung von leistungsstarken mittel-infraroten Verstärkungsglasmaterialien stellt jedoch weiterhin eine Herausforderung dar. In dieser Arbeit basierend auf dem ternären Barium-Zink-Germanat-System (GeO₂-ZnO-BaO) wurden mittels thermodynamischer Methoden und zielgerichteter Experimente dessen Glasbildungsbereich (kurz Glasbildungszone) prognostiziert und verifiziert, und die thermisch besonders stabile Matrixglasskomponente 60GeO₂-20ZnO-20BaO ausgewählt. Darauf basierend wurden durch systematische Konzentrationsgradientenexperimente die optimalen Dotiermolbrüche von Yb₂O₃ und Ho₂O₃ mit 1 % bzw. 0,75 % bestimmt. Bei 980-nm-Laseranregung zeigt dieses Glas eine starke Fluoreszenzemission im 2-μm-Band (Ho³⁺：⁵I₇→⁵I₈) mit einer Fluoreszenzlebensdauer von 2,92 ms. Die maximalen Absorptions- und Emissionsquerschnitte von Ho³⁺ betragen 4,24×10^-21 cm² bzw. 4,35×10^-21 cm² und liegen damit auf einem hohen Niveau unter ähnlichen Glas-Systemen. Weiterhin wurde mittels erweiterter Überlappungsintegralmethode der phononbasierte Energietransfermechanismus in diesem System quantitativ aufgedeckt, wobei der Energietransferkoeffizient von Yb³⁺：²F_5/2 zu Ho³⁺：⁵I₆ 9,88×10^-41 cm⁶·s^-1 beträgt, der einklangige Prozess dominant ist (86,37 %), und die Vorwärtsübertragungseffizienz etwa zwei Größenordnungen höher als der Rückwärtsprozess (Ho³⁺：⁵I₆→Yb³⁺：²F_5/2) liegt, was den Energierückflussverlust reduziert. Die Ergebnisse zeigen, dass das thermodynamisch designte und ausgewählte Yb³⁺/Ho³⁺ Koppel-dotierte Barium-Zink-Germanat-Glas im 2-μm-Bereich exzellente spektroskopische Eigenschaften und effiziente Energietransfereigenschaften besitzt, mit Potenzial als mittel-infrarotes Laser-Verstärkermaterial und als Referenz für die Gestaltung verwandter Glassysteme dient.

Barium-Zink-Germanat-Glas; thermodynamische Prognose; gemeinsame Dotierung Yb³⁺/Ho³⁺; 2-μm-Emission; phononunterstützter Energietransfer