Mặc dù sử dụng kỹ thuật liên hợp pha quang (OPC) cho bù tán sắc được đề nghị từ 1979 nhưng đến 1993 kỹ thuật này mới được đưa vào thí nghiệm. Nó gây sự chú ý rất lớn từ đó. Kỹ thuật OPC là một kỹ thuật quang phi tuyến. Trong mục này sẽ mô tả nguồn gốc và tập trung vào ứng dụng hệ thống quang trong thực tế.
Nguyên lý hoạt động: Các đơn giản nhất để hiểu một OPC có thể bù tán sắc vận tốc nhóm GVD là giải phương trình liên hợp phức
Thu được:
So sánh hai phương trình cho thấy vùng pha kết hợp A* lan truyền với hệ số truyền β2 của GVD có đảo dấu. Nhận thấy 1 điều rằng, nếu miền quang được kết hợp pha ở giữa liên kết sợi quang, sự tán sắc trên nửa đầu và nửa sau của liên kết là bù nhau. Vì số hạng β3 không đổi dấu khi liên hợp pha, OPC không thể bù cho tán sắc bậc 3. Ở đây, dễ dàng thấy rằng, bằng cách giữ các thành phần bậc cao hơn trong khai triển Taylor ở phương trình:
khi đó OPC có thể bù cho tất cả các thành phần tán sắc bậc chẵn mà không ảnh hưởng đến các thành phần bậc lẻ.
Tính hiệu quả của liên hợp pha quang khoảng giữa phổ trong việc bù tán sắc có thể được kiểm chứng bằng cách sử dụng phương trình
Miền quang (optical field) trước OPC tìm được bằng cách sử dụng z = L/2 ở phương trình này. Sự lan truyền của vùng sóng kết hợp pha A* trong phần sau OPC như sau:
(*) Với A* (L/2,ω) là biến đổi Fourier của A* ( L/2,t) và được tính bởi:
(**) Thay phương trình (**) vào (*)ta được A(L,t)=A*(0,t).
Vì vậy, ngoại trừ đảo pha do OPC, vùng đầu vào được phục hồi một cách hoàn toàn, và dạng sóng được phục hồi như ban đầu. Vì phổ của tín hiệu sau OPC trở thành đối xứng với phổ ban đầu, kỹ thuật OPC được đề cập như kỹ thuật đảo phổ khoảng giữa.
Kỹ thuật OPC (Optical phase conjugation) – liên hợp pha quang đòi hỏi một phần từ quang phi tuyến mà có thể tạo ra tín hiệu pha liên hợp. Thông thường người ta dùng phương pháp trộn 4 bước sóng (FWM- Four wave mixing) trong vùng phi tuyến, vì bản thân sợi quang tự nó là một môi trường phi tuyến, (cách đơn giản là dùng một sợi quang dài vài km được thiết kế một cách đặc biệt để tối đa hiệu ứng FWM). Tiềm năng của kỹ thuật OPC đã được chứng minh ở một thử nghiệm 1999 với 1 bộ kết hợp cơ bản FWM được sử dụng bù tán sắc vận tốc nhóm GVD ở tốc độ 40 Gb/s trên chiều dài 140 km sợi quang tiêu chuẩn.
Hầu hết các cuộc thí nghiệm về bù tán sắc được nghiên cứu trên khoảng cách truyền là vài trăm km. Đối với đường truyền dài hơn nó đặt ra vấn đề kỹ thuật OPC có thể bù tán sắc vận tốc nhóm GVD cho chiều dài lên đến hàng ngàn km sợi quang mà được dùng các bộ khuếch đại bù suy hao được hay không. Trong 1 thử nghiệm mô phỏng, tín hiệu tốc độ10 Gb/s có thể truyền trên 6000 km trong khi chỉ sử dụng công suất trung bình dưới mức 3mW để giảm hiệu ứng phi tuyến sợi quang. Trong 1 nghiên cứu khác cho thấy bộ khuếch đại đóng 1 vai trò quan trọng. Với khoảng cách truyền trên 9000 km có thể thực hiện được bằng cách giữ các bộ khuếch đại cho mỗi đoạn 40 km. Sự lựa chọn bước sóng hoạt động, đặc biệt là bước sóng tán sắc không có ý nghĩa then chốt. Trong vùng tán sắc dị thường, công suất của tín hiệu biến đổi
tuần hoàn dọc chiều dài sợi quang. Điều này có thể dẫn tới việc tạo ra các (dải biên) sideband do hiện tượng bất ổn điều chế. Tính không ổn định này có thể được tránh nếu thông số tán sắc tương đối lớn (D>10 ps/(km-nm)). Đây là trường hợp đối với sợi quang chuẩn bước sóng gần 1.55μm. Hiển nhiên rằng khoảng cách truyền tối đa luôn là vấn đề quan trọng đối với nhiều hang sản xuất, như kỹ thuật trộn 4 bước sóng FWM, khoảng cách dùng bộ khuếch đại có thể giảm xuống dưới 3000 km.