L'égalisation de phase d'un signal à fréquences multiples à distorsion de phase est obtenue par modulation acousto-optique d'un faisceau de lumière cohérente à l'aide du signal prenant la transformée de Fourier optique, le plan de Fourier résultant (22) contenant toutes les composantes de fréquence distribuées dans l'espace. Un réseau de commande (23) positionné dans le plan de Fourier et/ou un oscillateur local, contient des éléments adjacents présentant une biréfringence variable les uns par rapport aux autres, ce qui provoque une modification sélective de la longueur de la trajectoire de la lumière et/ou de l'amplitude de chaque composante de fréquence traversant l'élément. L'image transformée résultante subit ensuite une conversion optique (30) permettant d'obtenir un signal électrique dont la phase est égalisée par rapport au signal d'entrée déformé.