Sáo tre vốn dĩ chỉ có sáu lỗ. Năm 1950, Xuân Tiên đã cùng Xuân Lôi cải tiến loại nhạc cụ này thành hai loại là 10 lỗ và 13 lỗ có khả năng chơi được nhiều âm giai khác nhau. Người chơi sáo 10 lỗ cần dùng 10 ngón tay và có thể chơi tất cả những bán cung, vì thế sáo không bị giới hạn trong bất cứ âm giai nào. Sáo 13 lỗ dùng để tạo ra những âm thanh thấp hơn khi cần. Hiện hai loại sáo này đang được trưng bày tại Musée de l'Homme, Paris, Pháp.

Xuân Lôi có sáng chế ra một cây đàn làm từ 39 lon sắt, đặt tên là Xuanloiphone (hay là đàn Xuân Lôi) vào ngày 20 tháng 7 năm 1976. Cây đàn được nhạc sĩ Cao Thanh Tùng chụp hình làm tài liệu và nhạc sĩ Nguyễn Xuân Khoát viết bài giới thiệu trên báo Tin Sáng số ra ngày 17 tháng 10 năm 1979. Trong thời gian ở Pháp, ông làm cây đàn Xuanloiphone thứ hai, hoàn thành vào ngày 31 tháng 12 năm 1991.[4]

Ông cũng sáng chế một loại trống làm bằng nứa chơi 29 nốt gọi là Mélobasse. Tuy nhiên, tới nay đàn vẫn chưa hoàn thiện.