高性能移动式原子钟： 针对传统原子钟体积庞大、无法移动的问题，研发了采用激光冷却技术及微型磁控管谐振腔（Magnetron Cavity）的小型高性能移动式原子钟，旨在实现超高精度时间同步，可应用于卫星地面站、移动基站及导航卫星。
中红外车用激光雷达（LADAR）光源： 研制了可在恶劣天气（如低能见度雾霾环境）下连续工作的 2 微米波段脉冲光纤激光器（包括调Q光纤激光器和锁模光纤激光器），用于气候监测和国防监视。
高性能自旋霍尔磁性传感器： 利用自旋霍尔效应，开发了垂直磁各向异性的自旋霍尔磁性传感器，实现了灵敏度可调（最高达 $21.7\text{ A/T}$），并探讨了其在面内磁场感测及三轴磁传感器上的应用。
光压超微力标准： 研究光力学元件相互作用，开发了双色单光纤光压超微力发生器，用于实现毫微牛（nN）到飞牛（fN）量级微小力标准的无缝溯源。
无人机载声矢量传感器： 设计了由四个麦克风组成的紧凑型声矢量传感器模块，并开发了基于深度神经网络的无人机噪声抑制及敌方武器实时位置追踪算法。
复合流体热物理性质测量与应用： 开发了可测量复合流体（纳米流体）的热导率、密度、比热容及对流传热系数的装置，并通过纳米粒子模拟探讨了强化传热机制，为高效冷却液的商业化提供可靠数据。
下一代半导体工艺中的 3D 厚度映射与 TSV 底部检测：
堆叠晶圆 3D 厚度映射： 开发了透射/垂直结构的谱域干涉仪，能够在大带宽下测量多层结构总物理厚度而无需各层的折射率信息。
超细 TSV（硅通孔）深度测量： 开发了基于光纤的反射式垂直干涉仪，成功对导电材料填充前后的 5 微米（甚至 2 微米）超细 TSV 进行了深度及 3D 表面形貌测量。
台阶高度标准参考物 CMC 提升： 拓展了台阶测量范围至 10 微米以上，台阶测量重复性达到 $4\text{ nm}$，粗糙度测量重复性达到 $1\text{ nm}$。
圆度标准标本 CMC 提升： 通过搭建参考物体旋转台、数据同步采集和控制装置，实现了全封闭法（Closure Method）的圆度测量自动化。
眼科透镜屈光度测量标准： 开发了标准镜片屈光度测量系统（测量不确定度 $<30\text{ mD}$），并设计制造了 $-30\text{ D}$ 到 $+30\text{ D}$ 共 15 种标准屈光度镜片，解决了国内验光仪缺乏测量溯源标准的问题。
晶圆厚度和翘曲度测量标准： 建立了晶圆厚度与翘曲度的非接触式测量系统，厚度测量不确定度为 $0.28\ \mu\text{m}$，考虑重力补偿后的翘曲度扩展不确定度为 $0.70\ \mu\text{m}$。
基于相位测量偏折术（PMD）的大面积反射面形貌成型技术： 开发了高速（高于 $10\text{ fps}$）、高精度的大面积反射面（$120\times120\text{ mm}^2$）自动化 PMD 检测平台，弯曲高度灵敏度低于 $0.15\ \mu\text{m}_{pv}$，形状误差小于 $0.2\ \mu\text{m}_{pv}$。
大尺度 3D 测量系统与 3D ToF 相机： 构建了包含测距系统和 2D 扫描系统的大尺度 3D 测量系统，并完成了新型 3D ToF 相机组件的构想验证。
