Оптоволоконные лазеры в 2-микрометровом диапазоне обладают незаменимой стратегической ценностью в областях точных сенсоров, передней медицины, космической оптической связи и национальной безопасности благодаря преимуществам безопасности для человеческого глаза, высокой атмосферной прозрачности и сильному поглощению молекулами воды. Тем не менее прогнозируемое проектирование высокопроизводительных среднеинфракрасных стеклянных усилительных материалов остается сложной задачей. В данной работе на основе трехкомпонентной системы барий-цинк-германат (GeO₂-ZnO-BaO) была проведена термодинамическая предсказательная и экспериментальная верификация области формирования стекла (область формирования) с отбором стеклянной матрицы с отличной термической стабильностью 60GeO₂-20ZnO-20BaO. На её основе путем систематических экспериментов с градиентом концентрации были определены оптимальные мольные доли легирования Yb₂O₃ и Ho₂O₃, равные 1% и 0.75% соответственно. Под лазерной накачкой 980 нм это стекло проявляет сильное флуоресцентное излучение в 2-микрометровом диапазоне (Ho³⁺：⁵I₇→⁵I₈) с временем жизни 2.92 мс. Максимальные сечения поглощения и излучения Ho³⁺ составляют 4.24×10^-21 см² и 4.35×10^-21 см² соответственно, что является высоким уровнем среди аналогичных стеклянных систем. Дальнейшее количественное исследование с помощью расширенного интегрального перекрытия выявило механизм передачи энергии с поддержкой фононов в системе, где коэффициент передачи энергии от Yb³⁺：²F_5/2 к Ho³⁺：⁵I₆ равен 9.88×10^-41 см⁶·с^-1, при этом доминирующим является однофононный процесс (86.37%), а эффективность прямой передачи примерно на два порядка выше обратной (Ho³⁺：⁵I₆→Yb³⁺：²F_5/2), что способствует снижению потерь обратной передачи энергии. Полученные результаты показывают, что термодинамически спроектированное и отобранное совместно легированное стекло на основе барий-цинк-германата Yb³⁺/Ho³⁺ обладает выдающимися спектральными характеристиками и эффективной передачей энергии в 2-микрометровом диапазоне, демонстрируя потенциал применения в качестве усилительного материала для среднеинфракрасных лазеров и предоставляя ориентиры для проектирования подобных стеклянных систем.

барий-цинк-германатное стекло; термодинамическое прогнозирование; совместное легирование Yb³⁺/Ho³⁺; 2-микрометровое излучение; передача энергии с поддержкой фононов