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本人博士后期间的研究工作主要专注于宇宙再电离和21厘米宇宙学，其中包括两个主要课题，一个在研课题和一个参与课题。 在第一部份工作中，我们构建了一套用于描述再电离后期大尺度中性氢区的性质与分布的解析模型。我们把大尺度中性氢区称为“中性氢岛屿”，它们并非单个的星系或小暗晕，而是更大尺度的低密度区域，由于其内部更少的星系形成而较晚被电离。在随机游走模型中，它们的尺度由随机游走路径第一次向下穿越岛屿密度阈值曲线的位置决定。在背景电离光子消耗量正比于中性氢岛屿的表面积的假设下，我们得到了中性氢岛屿的大小分布。通过求解随机游走路径向下穿过岛屿阈值曲线以后第一次向上穿越电离阈值曲线的条件几率分布，我们还考虑了中性氢岛屿内部存在电离氢区的效应，并发现该效应十分重要。我们进一步引入一个渗透阈值，用以避免中性氢岛屿被其内部的电离氢区渗透。我们发现中性氢岛屿始终有一个典型尺度，随着再电离的进行，较小尺度的中性氢岛屿不断被背景电离光子吞噬，而这个典型尺度几乎保持不变。 基于这个中性氢岛屿模型，我们发展了一套准数值模拟程序——islandFAST，用以模拟宇宙再电离后期的演化过程。我们把由该准数值模拟得到的电离场以及中性氢岛屿的大小分布与一套包含完整辐射转移的数值模拟进行了比较。通过一系列拓扑分析，我们发现21厘米亮温度的拓扑测量可以有效地区分不同的电离阶段，以及不同的再电离模型。 在第二部分工作中，我们针对中性氢的21厘米强度映射方法，对暗能量性质和宇宙原初非高斯性进行了观测预言。根据宇宙大尺度结构的数据，我们可以利用重子声学震荡(BAO)以及由红移畸变(RSD)得到的结构增长率来测量暗能量的密度与状态方程。原初非高斯性则可以通过观测功率谱中依赖于尺度的偏袒因子造成的影响，或是通过测量重谱(bispectrum)加以限制。我们的观测预言主要针对天籁实验，并考虑实验的三个阶段:现阶段正在建造的天籁先导柱面天线阵列，具有更多接收单元的升级版先导阵列，以及全规模的天籁柱面天线阵列。利用全规摸天籁实验，我们预计通过BAO和RSD的测量可以得到σwo～0.082和σwa～0.21;利用尺度依赖的偏袒因子对功率谱的影响，我们期待σlocalfNL～14;而利用重谱的测量，我们将可以得到σlocalfNL～22以及σequilfNL～157。为与未来的平方公里阵(SKA)做比较，我们针对SKA通过21厘米强度映射的中性氢重谱测量做了类似的观测预言。我们得到SKA1的中频观测可以得到的对fNL的限制为σ(fNLlocal)～46以及σ(fNLequil)～215，而SKA2的中频观测将能够通过干涉达到σ（fNLlocal）～7以及σ(fNLequil)～56。 正在进行中的研究包括一个从Green Bank Telescope(GBT)的观测数据中搜寻21厘米吸收体的工作。我们发展了一套不依赖于现有阻尼莱曼阿尔法星表的盲寻方法，并利用该方法在GBT的15hr天区的数据里找到了2个21厘米吸收体候选者。通过申请后续跟踪观测，我们的盲寻方法将得到验证，并应用到将来的21厘米巡天数据中以搜寻更多的21厘米吸收体。 此外，本人参与了关于宇宙再电离早期第一代黑洞的研究工作。我们提出，宇宙早期的中等质量、处于吸积状态的直接塌缩黑洞由于康普顿厚而无法被现有的望远镜单个地观测，但它们能够解释观测到的近红外背景扰动在大尺度上的超出，以及近红外背景与X射线背景的关联信号。