主要创新研究领域包括：光纤传感技术，先进光纤激光技术，混沌激光与随机数发生技术，光纤通讯技术。主持了国家自然科学基金青年科学基金项目、山东省泰山学者工程青年专家项目、山东省自然科学基金面上项目，另外还主持和参与了加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)的Discovery Grant Program、Engage Grants、Research Tools and Instruments(RTI) Grants、Strategic Partnership Grants Program、Canada Research Chairs等多项国家级项目。目前已经在Optics Letters、Optics Express、IEEE Internet of Things Journal、Sensors and Actuators B: Chemical、Applied Physics Letters、IEEE Journal of Lightwave Technology等主流光学期刊及国际会议上发表论文60余篇，其中署名第一作者及通讯作者论文26篇（一区2篇，二区17篇，特邀2篇，其他5篇），并获得3项美国发明专利，申请和授权7项中国发明专利。受邀参加OFS、OFC、CLEO、IEEE Sensors、Photonics North等著名国际会议，做过多次大会口头报告。据谷歌学术统计,截至2023年5月论文被引1237次，H指数为20，i10指数为28。目前担任Sensors长期担任Photonics Research、Optics Express、Optics Letters、IEEE Journal of Lightwave Technology、IEEE Photonics Technology Letters、IEEE Sensors Journal、MDPI Sensors、MDPI Photonics、Applied Optics、Optics Communications、Optical Fiber Technology等业内主流期刊审稿人。等业内主流期刊评阅人。具体学术贡献如下： 

1. 光纤传感技术：提出和实现了多种新型点式多参量光纤传感技术和长距离分布式光纤传感技术。

   a) 点式光纤传感技术：实现了基于光纤中前向布里渊散射机制的湿度与温度区分传感技术，该传感器不需要复杂的吸湿材料涂层工艺或精细的微机械加工来制作微结构，因此具有结构简单、机械强度高等优点，可被开发为具有高传感性能和成本效益的湿度光纤传感器；利用飞秒激光微加工技术实现了具有高随机性的光栅周期变化的随机光纤光栅，此随机光栅具有良好的可重复性、制作简单以及高物理强度的优点。创造性地利用波分光谱互关联算法在实验上实现了基于随机光纤光栅的多参量传感，消除了参量间的串扰效应，是到目前为止世界上能实现多参量同时测量的为数不多的光纤传感器中的一种；提出和开发了多种振动以及超声光纤传感器，突破了以往光纤传感器的技术瓶颈，填补了很多动态参量光纤传感的技术空白。

   b) 分布式光纤传感技术：提出并实验证明了一种基于时分复用技术的具有灵活频响的长距离分布式相敏光时域反射仪。该系统既不增加拉曼或布里渊放大等复杂放大机制，也不增加探头脉冲调制，能实现远距离高频振动传感，大大降低了系统的复杂性和成本。该系统在具有灵活频率响应的长距离分布式振动传感中具有巨大的应用潜力。此项研究受到国内外同行的广泛关注，并被光纤传感Focus公众号收录报道。同时，我们利用少模光纤中的不同光场模式和声场模式主导的受激布里渊散射效应实现了公里量级长距离分布式温度与应力同时区分传感检测，具有高灵敏度、高精度、低串扰等优势。另外，我们提出了一种利用单传感光纤的光学频域反射计同时测量湿度和温度的全分布式光纤传感技术，实现了厘米级空间分辨率的分布式温度和湿度辨别测量，具有高灵敏度、低误差、可靠性好和实用性强等特点。这些研究为开发实用性长距离分布式多参量光纤传感系统提供了坚实可靠的技术基础，为长距离分布式光纤传感技术工程化铺平了道路。

2. 先进光纤激光技术：提出和实现了多种随机光纤激光器以及窄线宽光纤激光器、多波长光纤激光器。随机光纤激光器是一种基于光纤中增益放大机制与随机分布式反馈机制的新型光纤激光器，以其结构简单、成本低廉、性能优异在近些年受到广泛的关注与研究。申请人及其合作者作为随机光纤激光器领域的开拓者之一，对随机光纤激光器进行了大量创新性研究。一方面设计搭建了不同结构的随机光纤激光器系统，实现了具有低激光阈值、窄线宽、低噪声、高相干性等优异性能的单波长和多波长激光输出，另一方面从随机激光器的运转机制和物理原理着手，通过理论仿真计算和实验验证分析了随机激光输出的动态特性、时域输出信号统计特征、噪声转移机制以及不同泵浦模式对激光输出的影响，深刻揭示了随机光纤激光器的物理工作机制，有利于加深对随机激光器物理本质的理解。另外，成功将布里渊随机光纤激光器与掺铒光纤随机光纤激光器应用于不同实用领域，包括声波（超声）传感、随机数产生以及高精度光谱测量等，为其工程化和产业化迈出了坚实一步。

3. 混沌激光与随机数发生技术：利用随机分布式光学反馈机制成功地消除了混沌半导体激光器输出信号的时滞效应，这也是该领域首次完全消除混沌信号的时滞效应，破解了困扰此领域多年的难题。利用这一方法，独立实现了该领域首个Gbps量级的实时物理随机数发生器。

4. 光纤通讯技术：在美国Ciena Corporation (原加拿大北电网络)的光网络系统设计与优化研发部门组建团队，通过模拟仿真与技术测试手段研究C+L波段的商用可重构线路光纤通信系统（RLS）中的非线性光纤光学效应，对该商用光纤通讯系统进行设计和优化，分析了C+L波段的RLS系统中的光通信捆绑容量变化对已有频段的影响，提出和实现了基于频带灵敏度的捆绑容量变化和交换光通信频道方法，同时提出了处理该商用光纤通讯系统中频带频谱故障的一系列有效技术，最大程度优化RLS通信系统的运行稳定性。