致力于全数字光电探测器件SiPM（Silicon photomultiplier，硅光电倍增器）开发和便携式PET（Positron Emission Tomography，正电子发射断层成像）成像设备研制。为实现“单光子信号时空信息实时处理”新范式，开发了高探测效率低噪声CMOS SiPM传感器技术以及新型全数字MT（Multi-Threshold,多阈值）-SiPM器件，真正逼近SiPM响应速度和信息提取精度的物理极限。为实现脑部疾病的精准化诊疗，开发了一种新型头盔式全数字PET系统，该系统采用半球形配置，能够适应头部形状。其高灵敏度和计数率能力使得能够进行短动态帧采集，从而实现患者在自由运动状态下进行高分辨率动态成像的可能性。

先后主持或作为核心骨干参与国家重大科研项目5项，申请、授权专利12项。近年来在IEEE EDL、IEEE TED发表CMOS SiPM技术相关研究进展，开发了高探测效率低噪声CMOS SiPM传感器技术，解决在光电探测器件领域“卡脖子”问题；在Chinese Optics Letters发表关于单光子信号时空信息实时处理的新范式，为新型全数字多阈值MT-SiPM器件逼近物理探测极限提供新方法；在IEEE TRPMS、TNS发表关于新型头盔式全数字PET系统的实现，使得人体脑部在自由运动状态下进行高分辨率动态成像成为可能；创新性提出了植物PET成像方法，将PET应用推广到全新领域。累计在Physics Review Letter、IEEE Electron Devices Letters 、Physics Review D、IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences、Applied Mathematics Letters、IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference（NSS/MIC）等相关领域期刊和会议上发表论文300余篇。