લાંબા પ્રયાસ અને મહેનતથી તેમણે ૧૯૪૨ થી ૧૯૪૫ ની વચ્ચે પાંચ સંશોધન પત્રો તૈયાર કર્યા અને મદ્રાસ યુનિવર્સિટીને પોતાની પી.એચ.ડી. ના સંશોધનો રજૂ કર્યા. આ દરમિયાન અન્ના મણિ દ્વારા એમ.એસ.સી. ન કરવાના કારણે યુનિવર્સિટીએ તેમને પી.એચ.ડી. ની ડિગ્રી એનાયત ન કરી. જોકે આ કાગળની ડિગ્રી ન મળવાના કારણે તેમના સંશોધન અને વિજ્ઞાન પ્રતિ તેમના રસ અને રુચિને ઓછપ ન આવી અને કોઇ પ્રતિકૂળ પ્રભાવ ના પડ્યો. આજે પણ તેમના આ સંશોધન પત્રો સી.વી. રામન રિસર્ચ લાઇબ્રેરીમાં સન્માનપૂર્વક સાચવી રખાયેલા છે. થોડા સમય પછી અન્નામણિને ઇંગ્લેન્ડમાં ઉચ્ચ શિક્ષણ માટે સરકાર તરફથી શિષ્યવૃતિ મળી. તેમણે ઇમ્પીરિયલ કૉલેજ લંડનથી મોસમ-વિજ્ઞાન સંબંધી ઉપકરણોની ઉપયોગિતામાં નિપુણતા પ્રાપ્ત કરી. અન્નામણિ ૧૯૪૮ માં ભારત પરત આવી અને પૂણે સ્થિત મોસમ વિભાગમાં જોડાયા અને ત્યાં તેમને રેડિયેશન ઉપકરણના નિર્માણ કાર્યના ઇન્ચાર્જ બનાવવામાં આવ્યા. તે સમયે મોસમ પરીક્ષણના નાનામાં નાના ઉપકરણો પણ વિદેશથી આયાત કરવામાં આવતા હતા. અન્ના મણિએ ઓછા સમયમાં મોસમ-વિજ્ઞાનના ઉપકરણોના ભારતમાં ઉત્પાદનની ચેલેન્જ સ્વીકારી લીધી હતી અને જલ્દી જ અન્ના મણિએ ભારતીય વૈજ્ઞાનિકો અને કાર્યશીલ ઇજનેરોની ટીમ તૈયાર કરી અને ૧૦૦ થી વધુ મોસમ સંબંધી ઉપકરણોનું નિર્માણ કાર્ય શરૂ કર્યું. અન્નામણિને સૌર ઊર્જાના ઉત્પાદનમાં વધુ રસ હોવાથી ભારતમાં સૌર ઊર્જા ના ઉત્પાદન માટે વિકાસ કરવાનું વિચાર્યું. ૧૯૫૭-૫૮ ના વર્ષમાં તેમણે ભારતમાં સૌર ઊર્જાના વિકાસ માટે કાર્ય શરૂ કર્યુ અને શરૂઆતમાં વિદેશી ઉપકરણોના માધ્યમથી અને ત્યારબાદ દેશમાં બનાવેલ ઉપકરણોની મદદ લેવા માંડી.