脉冲星是高速自转的强磁化的中子星。近期，Fermi伽玛射线空间望远镜已经观测到一百多颗脉冲星发射伽玛射线（简称Fermi伽玛射线脉冲星），这些观测为人们提供了研究脉冲星磁层中粒子加速和辐射的有用的信息。基于这些观测，本论文开展了Fermi伽玛射线脉冲星高能特性的研究，主要包括如下三个方面的研究工作。　　首先，我研究了Crab脉冲星伽玛射线辐射相位分离能谱及能量相关光变曲线。Crab脉冲星是银河系内最明亮的伽玛射线源之一，Fermi伽玛射线空间望远镜对Crab进行了观测，观测给出了Crab脉冲星的能量相关的光变曲线及细致的相位分离能谱。在双极外间隙三维模型的基础上，我详细计算了在实验室参考系中Crab脉冲星的能量相关的光变曲线及相位分离能谱，并与观测进行比较。计算的结果显示:(1)该模型能够很好的解释Fermi伽玛射线空间望远镜与MAGIC望远镜观测到的Crab脉冲星的伽玛射线辐射特征;(2)在光子能量小于约10 GeV时，光变曲线的第一个峰由南北两极的外间隙共同产生，而第二个峰的辐射则主要由南极的外间隙产生。并且，两个辐射区产生的辐射对于第一个峰的贡献随光子能量的变化而不同。当光子能量大于约20GeV时，第一个峰的辐射全部由南极的外间隙产生;(3)当光子能量大于100MeV时，伽玛射线辐射主要为次级对的逆康普顿散射光子和残余的初级曲率辐射光子。当光子能量大于几个GeV时，残余的曲率辐射光子成为伽玛射线辐射的主要成分。　　其次，我研究了在具有电流感生的磁场的脉冲星磁层中伽玛辐射发射模式和光变曲线。一般认为脉冲星的高能脉冲辐射产生于脉冲星磁层，所以如何近似脉冲星磁层是一个的很重要课题。脉冲星的磁层通常由偶极磁场近似描述。然而，因为在脉冲星磁层的加速区中被加速的辐射的粒子可在开场线区产生电流，该电流将感生磁场扰动，从而导致相对于偶极场的扭曲的磁场。所以一个更为真实的磁层应由具有电流感生的磁场扰动的偶极磁场近似。基于电流感生的磁场扰动的静态偶极磁场，我推导出了具有电流感生的磁场扰动的推迟偶极磁场解，给出了笛卡尔坐标系下静态磁场和推迟势磁场各个分量的解析表达式。与静态磁场解类似的，推迟的偶极磁场解同样可以表示为偶极磁场和微扰磁场之和。　　利用给出的结果，我详细计算了脉冲星的辐射投影与光变曲线，讨论不同的微扰磁场强度下脉冲星的辐射投影和光变曲线形态的变化情况，并运用于解释Vela脉冲星伽玛射线光变曲线。结果表明，磁层内电流感生的微扰磁场会改变脉冲星的伽玛射线辐射投影及光变曲线的轮廓，并且在较强的微扰磁场下显得更加明显。另外，当电流方向由磁层内部流向外部时，即电子运动方向向内或者正电子运动方向向外时，所产生的微扰磁场会减弱磁场随脉冲星自转所产生的聚集效果，使得辐射投影和光变曲线显得更加平滑。相反的，当电流方向由磁层外部流向内部时，即电子运动方向向外或者正电子运动方向向内时，所产生的微扰磁场会增强磁场随脉冲星自转所产生的聚集效果，使得辐射投影和光变曲线显得更加粗糙。　　最后，我研究了年轻的孤立脉冲星的位相平均能谱和伽玛射线光度。为了解释Fermi伽玛射线空间望远镜观测到的年轻的孤立脉冲星的平均辐射特性，我提出了一个改进的外间隙模型。在该模型中，外间隙有两种可能的情况，外间隙的厚度在第一种情况中由光子-光子对产生过程限制和在第二种情况中由临界场线限制。如果在零电荷面处第一种情况中的间隙厚度小于第二种情况中的，则间隙厚度由第一种情况给出，反之亦然。对于具有给定磁倾角的一颗伽玛射线脉冲星，这样一个外间隙从位于零电荷面以内的内边界一直延伸至光柱表面附近。当外间隙的形状被确定后，假定脉冲星的伽玛射线典型的辐射由位于间隙中心一平均半径处的辐射描述，其中间隙内的加速电场沿垂直磁场方向满足高斯分布。使用三个模型参数，可在该改进的模型中估计一颗给定的脉冲星的相位平均伽玛射线能谱。我将该模型运用于解释Vela（第一种情况）和Geminga（第二种情况）脉冲星的相位平均谱。我也使用该模型拟合了54颗年轻的孤立脉冲星的位相平均谱，从而计算了它们的伽玛射线光度，并与Fermi-LAT的观测数据进行了比较。