Излучающей областью полупроводникового лазера является p-n переход, весьма узкий участок кристалла. Как известно, расходимость лазерного пучка определяется дифракционными эффектами и у полупроводниковых лазеров диаграмма направленности носит сложный характер. Расходимость по двум взаимно перпендикулярным осям обратно пропорциональна толщине и ширине p-n перехода и отличается более чем на порядок. Перпендикулярно p-n переходу диаграмма направленности лазерного пучка имеет форму:
Центральный лепесток диаграммы может иметь угловую ширину до 60° и более. В плоскости, совпадающей с плоскостью p-n перехода, у диаграммы направленности вторичных максимумов нет, а угловая ширина лежит в пределах 10'.