Как передать многомерный массив в API с помощью laravel

Вы можете использовать красноречивый ресурс для отображения любой структуры, которую вы хотите для API.

Создать ресурс и коллекцию ресурсов

php artisan make:resource directory_companies
php artisan make:resource directory_companies_collection --collection

$category = DB::table('directory_companies')
             ->join('categories','directory_companies.categories_id', '=', 'categories.id')
            ->select('categories.name', 'directory_companies.*') 
             ->get();

return response()
    ->json(new directory_companies_collection(new directory_companies($category)));

И в вашем ресурсе directory_companies:

public function toArray($request)
    {
        return [
            // Any structure of data you want to present
        ];
    }