长期从事超快激光减材、增材微纳制造，激光材料加工，以及激光极端制造的基础和应用研究。作为主要执行负责人，在国家自然科学基金重大及面上项目、国家重点基础研发计划等工作中发挥骨干作用，并与美国能源部国家实验室、海军实验室等国家机构，麻省理工学院、斯坦福大学、罗彻斯特大学等知名高校，美国康宁、日本三菱重工等大型公司深入合作，帮助其解决复杂结构的精密微纳加工和制造难题。在金属、陶瓷、玻璃、聚合物等材料的激光加工和处理技术、方案、系统开发方面积累了丰富经验。特别是建立了多种宏-微-纳跨尺度结构的可控构建新机理和新方法，并系统开展了激光所制备独特结构在宽谱减反、光电催化、超疏水、超疏液、防除冰、减摩减阻、表面拉曼增强等方面的功能化应用研究。目前已完成以表面宏-微-纳结构高效制备及分级调控实现最黑人工金属表面、惯性约束核聚变微纳靶腔一体化设计制造等为代表的10余项激光微纳制造新技术的开发，受到国内外媒体的广泛关注。