自小孔型脈管制冷機出現以來，其實際應用便成為了可能，隨后所有的理論實驗工作都是圍繞如何提高制冷效率進行的，其中雙向進氣、多路旁通、長頸管等的提出是主線，同時還進行的工作也有很多，出現了一些很有價值的方案。1988年，日本的Matsub-ara提出了雙活塞(移動活塞)型脈管制冷機的構想，認為這種結構可以回收膨脹功，降低小孔的不可逆損失，從而提高制冷性能。但由于增加了一個膨脹活塞，降低了脈沖管制冷機的可靠性，該結構實際上是斯特林制冷機的一種變形。1993年，日本Matsub-ara為取代小孔和氣庫等不可逆部件，提出了四閥式脈管制冷機。四個閥門的開啟時序可任意調節。1996年，朱紹緯等在仔細分析G-M型脈管制冷機之后提出了在脈管熱端設置兩個或多個主動氣庫的方案，以提高制冷機的效率。1998年，Yuan等認為四閥脈沖管還不足以使脈管冷端的等效p-V圖形狀達到最佳，而主動氣庫型脈管又需要多個氣庫，他們提出了一種改進的結構—五閥型脈管制冷機。
此外日本學者還提出所謂內調相脈管制冷機，兩個相對獨立的脈管制冷機反相工作，兩個脈管的熱端通過可調閥門或電磁閥相連，互相調節相位。利用相似的原理，美國把脈管制冷機用在了極低溫的情況，稱之為超流氦小孔脈管制冷機，熱端1. 0K時，冷頭降至0.64K。
