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四极子量子级联微腔激光器带来的光的方向性激射，解决了对称型微腔激光器光的方向性激射的困难。本文简单介绍了四极子量子级联微腔激光器的由来和其相关的几种激光器，应用电磁场理论和介质中的亥姆霍兹方程，详细推导了任意截面微腔激光器的光场分布。并应用于“体育场形状”的变形的椭圆形微腔，结合“点匹配”方法用Mathmatica软件模拟出不同变形因子情况下的光场分布，结果表明在m=1(基模)时能形成稳定的光场分布，在φ=45°、φ=135°、φ=225°和φ=315°四个方向光辐射最强，有“蝴蝶结”模式特征，提高了光的方向性；同时也发现变形因子0.1＜ε′＜0.2时四极子微腔中只有“蝴蝶结模式”；而当变形因子取较大值ε′=0.2时，在φ=90°和φ=270°附近出现了比较强的伴生光线，而且随着变形因子的减小发现此伴生光线在逐渐减弱并消失；但是当变形因子取较小的值(如ε′=0.06)时在φ=180°和φ=360°附近又开始出现伴生光线，所以变形因子并不是取很大或很小的时候最好，而是取0.1～0.15时才能达到“蝴蝶结”模式的最佳效果；当m≥2的高阶模时，在微腔中不能形成这种光输出现象，而且通过计算发现在任何变形因子情况下高阶模都不能形成稳定的“蝴蝶结模式”，即高阶模的光场分布没有一定的规律，可能在激光器中不能形成稳定的谐振。在实验上用MOCVD技术生长650nm AlGaInP／GaInP多量子阱材料结构外延片，用半导体微加工技术制备了最大半径R=70μm，变形因子分别为0.06、0.1、0.15的四极子微腔激光器，并成功实现了低温连续多模激射。在80K低温连续电注入条件下测试后表明变形因子ε′=0.06、ε′=0.1、ε′=0.15激光器阈值电流分别为120mA、80mA和40mA，多模激射波长在600-650nm范围内，峰宽约为0.5nm，模间距约为1nm，在45°、135°、225°和315°四个方向激射光光强最强，最大激射功率能达到几个mw以上。