等离子体显示和气体探测是气体放电的两个重要应用领域，两者在日常生活和生产中的重要性日益增长，但仍面临着巨大挑战。等离子显示器(PDP)的放电效率过低一直是阻碍PDP发展的最主要问题，而获得一种结构简单、探测性能良好的平板探测器是探测器研究工作者的努力方向。本文针对SM-PDP的放电性能和等离子体平板探测器的探测特性分别开展相关研究。揭示了阳极条纹与壁电荷分布的内在联系，基于荫罩式PDP(SM-PDP)结构提出了几种新型等离子体平板探测器结构。　　本论文利用数值仿真的方法，研究了PDP内阳极条纹的分布规律和产生机理。研究结果表明PDP阳极条纹的分布与壁电荷积累情况密切相关。阳极条纹只出现在阳极表面介质层有壁电荷积累，而对应的阴极表面介质层无壁电荷积累的区域。阳极条纹位置与阳极表面介质层总壁电荷分布无对应关系，但与阳极上方介质层表面积累的正、负电荷位置存在对应关系。无论何种放电单元结构，阳极条纹出现处对应的阳极上方介质层表面积累的正、负电荷数目达到峰值。　　利用等效电路法研究介质层对SM-PDP放电特性的影响。结果表明驱动电压一定，增加介质层厚度、减小介质层介电常数、增加Xe浓度均会降低SM-PDP单元内的电子温度，提高SM-PDP的放电效率，但同时这些单元内的电子数目减少，放电强度减弱。调整驱动电压，使不同介质层厚度、介电常数和Xe浓度单元内的放电强度达到相同水平，介质层较厚、介电常数较小和Xe浓度较高单元内的放电效率仍然较高。提高SM-PDP效率时，需要综合考虑驱动电压，显示亮度和成本等因素，最终选择最佳的参数组合。　　气体电子倍增器(GEM)是气体探测器的一种，由于其具有独特的优点而成为研究的热点。本文利用XOOPIC软件建立GEM仿真模型，并通过追踪电子，研究了GEM的倍增特性。GEM的倍增主要发生在GEM薄膜上的小孔内及其与收集区的交界处，少量倍增发生在收集区。增益随GEM薄膜两侧之间的电压，收集区长度和收集电场强度指数增长。漂移区的长度是影响GEM时间分辨率的重要因素，但是GEM的时间分辨率受收集区长度的影响可忽略。　　将SM-PDP结构与探测功能相结合，提出了一种新型平板探测器结构。仿真和实验结果均证实了这种平板探测器具有优异的线性和灵敏度。当荫罩电压为负值，增益随着荫罩电压的幅值指数增长。当荫罩电压为-150 V，增益G与阳极电压VA之间的关系满足G～exp(0.024VA)。另外单元的尺寸对增益的影响也很大。单元边长在500-800μm范围内，增益有望达到最大值。研究结果表明该结构的最大增益已超过了100，为了获得更高增益，保证单元内不放电的情况下，应尽量提高其阳极电位，降低荫罩电位。　　本文最后设计了两种新型等离子体平板探测器结构，即反射式等离子体平板探测器和透射式等离子体平板探测器。它们可部分继承SM-PDP的制造工艺，因此具有寿命长、造价低和分辨率高等优点。反射式等离子体平板探测器的结构可抑制光子反馈，提高探测器可获得的最高增益，而透射式等离子体平板探测器结构简单，在相同工作电压下可获得增益高。两种平板探测器结构均具有良好的线性特性和灵敏度。对于反射式等离子体平板探测器，300-350μm为光电阴极和介质层上的小孔直径的最优取值区间。而荫罩高度取值的最佳范围为300μm-320μm。漂移区长度为250μm，光电阴极和前介质层上小孔直径为320μm，荫罩高度为310μm的反射式等离子体平板探测器内，阳极电压超过700 V时，该探测器的增益可高于300，同时电子透过率大干0.15。透射式等离子体平板探测器主要由透明电极、荫罩、介质障壁、超薄玻璃和阳极组成，荫罩上分布有小孔。对于透射式等离子体平板探测器，一个探测区间内的小孔数目介于16-25时，探测器增益最高。结构优化后的透射式等离子体平板探测器的计算增益甚至高于微网结构气体探测器。