Ce mémoire résume mes activités de recherche menées ces 15 dernières années au Lab-STICC. Dans un premier temps, j’y présente les ressources logicielles développées qui ont permis de faciliter la caractérisation de composants, d’optimiser les valeurs des paramètres du modèle d’amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA), le déploiement de la co-simulation ou encore un cadre de programmation pour notre chaîne de communication. Dans un second temps, ce mémoire revient sur la modélisation des SOA développée au cours de mes travaux, en analysant les principales caractéristiques des versants statique et dynamique. Dans un troisième temps, je présente les différentes activités menées concernant l’amplification de formats de modulation avancés, avant de présenter les activités portant sur la compensation des effets indésirables du SOA; telles que l’augmentation et l’égalisation de la bande passante optique, l’augmentation de la bande passante électrique en modulation directe, la linéarisation ou encore la pré-compensation numérique. Enfin, après avoir listé d’autres thématiques de recherche abordées, ce mémoire présente quelques projets de recherche qui me semblent prometteurs, comme une compensation des non-linéarités exploitant notre connaissance des SOA, l’association entre les SOA et d’autres composants optiques, le domaine de l’opto-hyper ou encore la cryophotonique.