本博士论文汇总了本人从2003年起的系列工作。论文包括几个部分：1.脉冲星辐射的环间隙模型；2.利用脉冲星探测引力波；3.自动搜寻脉冲星。　　 本文对于脉冲星辐射研究的主要成果为：1.我们提出了同时考虑脉冲星的射电和伽玛射线辐射的环间隙模型。在环间隙模型的框架中，我们可以统一地解释Germinga，Crab和Vela型的三种不同脉冲星伽马射线辐射模式，同时还能说明脉冲星射电辐射的几何特征；2.基于弯曲时空中的电动力学，我讨论了环间隙的加速特性和存活条件，说明了环间隙存在的合理性；3.最近发现一颗脉冲星具有双向漂移的子脉冲辐射(McLaughlin et al.，2004)，这种辐射对于传统的脉冲星模型提出了挑战。我们利用环间隙模型对这种子脉冲双向漂移现象给出了合理的解释。　　 传统的脉冲星辐射模型分为两大类，一类是极冠模型，另外一类是外间隙模型。这两类模型在解释脉冲星辐射特性时都取得了较好的成果，但也存在一些不足。比如极冠模型能够很好的给出伽玛射线辐射的谱特性以及相位分离谱的特性，但是在解释脉冲星的伽玛射线辐射时，需要脉冲星磁倾角小于20度(Harding&Muslimov，2003)，这与观测是不一致的(Ng&Romani，2004)；外间隙模型很好地解释了较宽的伽玛射线轮廓，但在解释脉冲星伽玛射线辐射的桥成分和TeV能谱截至时遇到了困难(Nel&de Jager，1995)。环间隙模型汲取上述两种模型的优点，而又避免它们的不足。环间隙模型中脉冲星的辐射位置高于内间隙而低于外间隙。由于这种几何特性，使得Germinga，Crab和Vela型的三种辐射模式得以在环间隙模型的框架中理解。基于弯曲时空中电动力学的基础，我们考虑了环间隙的电动力学。我们计算了环间隙中粒子加速的过程，证明在很一般的情况下，环间隙能够存活，并且环间隙粒子将从星体表面开始向外加速，同时环间隙的电动力学特点使得脉冲星的子脉冲漂移呈现比传统极冠区模型复杂得多的模式。正由于此，最近观测到的双向漂移得以在环间隙模型的框架中得到很好的理解。　　 本文第二主题讨论了引力波的基本特性以及利用脉冲星探测引力波的基本方法。主要的成果是：1.构建了讨论非爱因斯坦相对论引力波的基本框架；2.发展出了利用脉冲星阵列来探测引力波偏振模式的技术；3.讨论了利用脉冲星阵列探测引力波的技术要求以及观测要求。　　 我们发现：我们可以通过不同模式的引力波所具有的空间对称性来对引力波分类，而最一般的四维度规引力理论将会导致六种不同偏振模式的引力波。这六种不同模式的引力波分别是2个无迹横波模式，1个有迹横波模式，2个剪切模式，1个有迹纵波模式。我们进一步发现而脉冲星到达时间阵列可以用来探测这些偏振模式，从而对引力理论给出检验。我们讨论了对每一种模式的引力波探测所需要的观测设备，观测时间以及所需要的脉冲星数量。我们也讨论了不同模式引力波的区分以及相应的观测设备要求。　　 本文的第三方面的主题是自动搜寻脉冲星。我们找到了自动搜寻脉冲星的统计模型。在这个基础上，我们编制了自动搜寻脉冲星的程序，并和人工搜寻结果对比。通过和人工搜寻结果的对比，我们证明了自动搜寻的可能性，并且说明自动搜寻将大大提高搜寻效率。该方法目前已经在实际中有所应用，并有所发现。　　 第一，二项工作受到了国际同行的广泛关注，详见第5.5节。　　 本论文受到国家自然科学基金10833003，10573002，107786ll以及国家基础研究项目2009CB824800的支持。