张光学的研究领域涵盖了多个方向，其中包括纵向课题和横向课题。在纵向课题方面，他聚焦于环境保护与能源效率的结合：
浙江省自然科学基金项目，深入研究声波团聚技术在控制PM2.5排放方面的原理，并进行三维数值模拟，以探索更有效的环保策略。
杭州市的重大科技创新项目中，他致力于烧结废气的纯低温发电技术研究，同时探讨其在产业应用中的可能性，以提高能源利用率。
他还关注生物质资源的利用，进行高效低污染生物质代油燃烧旋风炉技术的探讨，旨在减少燃烧过程中的环境污染。
横向课题方面，张光学与企业紧密合作，推动技术进步：
与杭锅锅炉集团有限公司合作，针对新型波形板汽水分离器的性能进行深度研究，以提升锅炉设备的效能。
与湖州炜业锅炉合作，负责35t/h煤粉锅炉燃烧器的开发，致力于提高燃烧效率和减少排放。
他参与泰国65t/h燃用褐煤锅炉燃烧器技术的研发，旨在适应不同地区和燃料的需求。
此外，他的研究还涵盖了高效低污染的生物质代油燃烧旋风炉，持续关注燃烧过程中的环保问题。
在炉内脱氮减排燃烧器的研究中，他探索更绿色、更可持续的燃烧技术，以减少大气污染物的产生。