Simons Observatoryは、南米チリに設置された地上望遠鏡を用いた大型国際実験プロジェクトです。宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の偏光の精密観測を通して、インフレーションからニュートリノ、宇宙の大規模構造の解明等、幅広い科学成果を目的としています。
桜井研究室では、超伝導磁気軸受を用いたサファイア半波長板システムや反射防止構造付き光学素子の開発、データ解析などを担当しています。

LiteBIRDは、2032年の打ち上げを目指すJAXA主導による科学衛星計画です。全天における宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の精密偏光観測を３年間行い、熱いビッグバン以前の宇宙を記述する最有力仮説であるインフレーション宇宙仮説を検証します。
桜井研究室では、LiteBIRD 低周波望遠鏡用偏光変調装置や系統誤差解析、銀河放射除去法の開発などを行っています。

CMB実験で扱うミリメートルの波長の電波は、宇宙論のみならず通信、気象、産業等の様々な応用が可能です。この光を効率的に集光し検出するためには、低温でも安定動作する鏡やレンズ、フィルター等の光学素子、半導体、機械構造体などが不可欠です。宇宙・大気圏外等の次世代産業への応用を目指し、広帯域かつ高精度な低温デバイスの開発を目指します。特に、ミリ波偏光板や反射防止、低温駆動機構、低温半導体の研究を行っています。