一种用于检测光子的装置，包括： 半导体；以及 不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、与跨越所述半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器，；其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，；所述第一电极从与所述半导体不接触的第一区域延伸到与所述半导体接触的第二区域，；其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联，；其中与所述第二区域相比，；所述第一区域进一步远离于所述第二电极。

作为一名经验丰富的专利代理师，我针对权利要求1中的技术特征C，结合目标专利（CN105765732B）说明书及提供的对比文件D1（US2007194357A）与D2（EP1737047B1）进行深度解析和比对。

### 一、 技术特征C的内涵解析（结合目标专利说明书）

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”。

**目标专利说明书解释：**

1. **构造组成：** 根据说明书第[0039]段，“等离子体激元生成器20包括与连续的导电材料23组合的光耦合器40”，并明确指出“连续的导电材料23是第一电极11的一部分”。

2. **物理形式：** * **光耦合器：** 可以是表面结构（如光栅），也可以是棱镜。第[0042]-[0045]段描述，光耦合器40可包括具有周期性d的表面结构25（如光栅），该结构由导电材料23上表面中的周期性模式（波动或通道21）形成。此外，第[0049]段提到光耦合器也可以是棱镜28。

* **连续的导电材料：** 第[0032]段指出，“连续的导电材料（诸如金属）可以用于提供连续的等离子体”。

3. **技术功能：** 这种组合的目的是将入射光子耦合到表面等离子体，并作为表面等离子体激元沿着连续的导电路径传输（见说明书[0027]、[0040]段）。

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### 二、 技术特征C的比对分析（D1与D2）

#### 1. 对比文件D1：US2007194357A

**公开内容分析：**

* **表面等离子体激元生成器：** D1在第[0031]段公开了一种光电二极管，包括“具有孔径的导电膜……以及围绕孔径设置的周期性结构，用于通过入射光在导电膜表面产生激发表面等离子体的谐振状态”。这种“导电膜+周期性结构”的整体构成了产生表面等离子体激元的装置，即等同于特征C中的“生成器”。

* **光耦合器：** D1第[0097]段明确提到，“入射光11激发金属周期性结构构件4中的表面等离子体，并与该表面等离子体耦合，通过周期性结构产生谐振状态”。此处的“周期性结构”（即同心表面不规则结构或光栅）起到了将光子能量耦合至等离子体的作用，属于特征C所述的“光耦合器”。

* **连续的导电材料：** D1第[0095]、[0099]段公开了“金属周期性结构构件4”，其由银（Ag）或金（Au）等金属膜组成，且第[0031]段称之为“导电膜”。该金属膜在物理上是连续的，且具有导电性。

* **组合关系：** D1第[0099]段说明“周期性结构由同心表面不规则结构组成，形成于金属周期性结构构件4中”。这证明了光耦合器（周期性结构）是直接集成在连续导电材料（金属膜）上的，符合“组合”的定义。

#### 2. 对比文件D2：EP1737047B1

**公开内容分析：**

D2与D1属于同族或高度关联文件，其技术方案基本一致。

* **对应特征：** D2第[0023]段同样描述了具有孔径和周期性结构的导电膜（conductive film），用于产生表面等离子体谐振。第[0054]段详细描述了由银或金构成的金属周期性结构构件4。其对“生成器”、“光耦合器”和“连续导电材料”的公开方式与D1完全一致。

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### 三、 技术特征比对表

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### 四、 分析结论

通过上述详细比对可以得出：

1. **对比文件D1（US2007194357A）单独公开了技术特征C：**

D1明确公开了利用“导电膜”作为“连续的导电材料”，在其上形成“周期性结构”作为“光耦合器”，二者共同构成了用于产生表面等离子体激元的装置（生成器）。D1第[0031]、[0097]及[0099]段的组合描述，已经涵盖了特征C中关于生成器内部组件及其物理组合关系的所有技术信息。

2. **对比文件D2（EP1737047B1）单独公开了技术特征C：**

D2在第[0023]段和[0054]段中以几乎相同的术语公开了上述内容。

**最终结论：**

对比文件D1和D2均**单独且毫无疑义地公开了**技术特征C。特征C所述的“光耦合器与连续导电材料组合”在D1/D2中体现为“在金属导电膜上加工出周期性光栅结构”，这一结构是该领域通过表面等离子体增强光电转换效率的通用手段，在对比文件中属于核心技术披露内容。

作为一名经验丰富的专利代理师，我针对目标专利 CN105765732B 的权利要求1，特别是**技术特征C**，结合说明书进行深度解析，并对比 D1-D4 的公开内容进行特征比对分析。

### 一、 目标专利技术特征C的解析

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”。

**说明书支持与技术内涵：**

根据目标专利说明书第 [0039] 段至 [0040] 段，以及图 4A-4C：

1. **构造组成：** 表面等离子体激元（SPP）生成器 20 并非单一构件，而是由“光耦合器 40”和“连续的导电材料 23”共同构成的组合体。

2. **物理实现：** 说明书明确指出“连续的导电材料 23 是第一电极 11 的一部分”。在具体实施方式中，光耦合器 40 可以是：

* **光栅结构：** 如图 4A 所示，在导电材料 23 的表面形成具有周期性 $d$ 的轮廓调制（波动或通道 21）。

* **棱镜结构：** 如图 4B-4C 所示，棱镜 28 与导电材料 23 接触或留有微小间隙。

3. **技术作用：** 该组合结构的作用是实现“波矢匹配”（说明书 [0050]-[0057] 及图 5）。光耦合器将入射光子的动量（波矢）通过周期性结构或折射率调制给予补充，使其能够激发导电材料表面上的 SPP，并沿着连续的导电路径（第一电极表面）传输至半导体接触区。

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### 二、 对比文件针对特征C的公开情况分析

#### 1. 对比文件D1/D2：EP1737047A1 / CN1965414A

（注：D2 为 D1 的中文同族专利，以下引用 D2 原文详述）

* **详细出处：**

* D2 说明书【解决问题的方式】第 [0022] 段：“……一种光电二极管包括：导电膜，其具有……配置在小孔周围的**周期性结构**，用于借助膜表面的入射光通过导电膜的膜表面中**受激发的表面等离子体激元来产生共振状态**”。

* D2 说明书【实施本发明的最佳模式】第 [0053] 段：“**金属周期性结构部件4**由具有较小等离子体激元损耗的诸如银或金的材料构成……以小孔为中心在金属周期性结构部件 4 中形成由**同心的表面凹凸构成的周期性结构**”。

* **分析结论：**

* D2 公开了“金属周期性结构部件4”，其材质为银或金（属于**连续的导电材料**），且其表面具有“同心的表面凹凸”（属于典型的**光栅式光耦合器**）。

* 该部件的作用明确为激发表面等离子体激元。因此，D2 实质公开了特征 C。

#### 2. 对比文件D3：US20070235635A1

* **详细出处：**

* 说明书 [0024] 段：“The device also includes a **structure** associated with the first array and the second array for **resonantly coupling** between the incident optical wave and a local electromagnetic resonance... **local surface plasmon wave**.”

* 说明书 [0149] 段：“The substantially regular pattern of the electrodes of the present invention represents a **grating-like structure**.”

* **分析结论：**

* D3 的金属电极阵列本身被设计为“类光栅结构”（光耦合器），且电极由金（Au）等金属（连续导电材料）制成。

* 其通过电极的几何形状（光栅）与金属材料组合来激发 SPP，完全对应特征 C 的组合结构。

#### 3. 对比文件D4：US20090040507A1

* **详细出处：**

* 说明书 [0034] 段及图 3：公开了 conductive layer 8 结合 a stack 42 of dielectric layers（介质层堆栈）。

* 说明书 [0052] 段：提到“configured in an analog to a distributed Bragg reflection (DBR) stack”。

* **分析结论：**

* D4 虽然涉及 SPR 传感器，但其光耦合主要通过 DBR 介质堆栈或棱镜实现，虽然存在导电层，但其侧重于多层介质对共振峰的调制，而非目标专利中强调的电极布置中的 SPP 生成器构造，对特征 C 的公开程度不如 D2 和 D3 直接。

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### 三、 技术特征比对表

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### 四、 综合分析意见

针对**技术特征 C**，本代理师认为其属于该领域的常规技术手段：

1. **单独公开：**

* **D2 [CN1965414A]** 已经毫无疑义地公开了技术特征 C。D2 中的“金属周期性结构部件 4”在物理实体上就是一个带光栅（表面凹凸耦合器）的金属薄层（连续导电材料），其功能就是产生表面等离子体激元共振。目标专利的特征 C 只是对该结构的上位化描述。

* **D3 [US20070235635A1]** 同样通过描述电极阵列形成的类光栅结构实现了光子与表面等离子体波的耦合，实质公开了特征 C。

2. **组合公开与实质性贡献：**

* 特征 C 所描述的“光耦合器与连续导电材料组合”是激发 SPP 的物理前提（由色散关系决定，动量补偿是必须的）。在 D2 或 D3 的基础上，所属领域技术人员为了在光电检测装置中引入 SPP 效应，必然会采用光栅或棱镜作为耦合手段结合导电电极。

* **结论：** 技术特征 C 已经被 D2 或 D3 单独公开，不具备新颖性；即便考虑其在权利要求 1 中的整体组合，在 D2 与 D3 的启发下，该特征也不具备实质性特点和进步，即不具备创造性。

综上所述，技术特征 C 已被现有技术充分公开，目标专利权利要求 1 的稳定性较弱。

作为一名经验丰富的专利代理师，我将针对目标专利（CN105765732B）的权利要求1，特别是**技术特征C**，结合说明书进行合理解释，并对比分析各对比文件（D1-D4）是否公开了该特征。

### 一、 技术特征C的含义解释

**技术特征C：** “其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”

结合目标专利说明书的解释：

1. **表面等离子体激元生成器（20）：** 根据说明书[0026]及图4A-4C，其功能是将入射光子耦合到表面等离子体。

2. **光耦合器（40）：** 说明书[0042]-[0049]明确了光耦合器的多种形式：

* **光栅/表面结构（25）：** 具有周期性调制（如波动或通道21）的结构。

* **棱镜（28）：** 用于实现波矢匹配。

3. **连续的导电材料（23）：** 说明书[0039]指出，“连续的导电材料23是第一电极11的一部分”，且在[0032]中提到“连续的导电材料（诸如金属）可以用于提供连续的等离子体”。

**综上，特征C实质上要求：** 一个能够生成等离子体激元的组件，该组件由一个提供波矢匹配的结构（如光栅、棱镜或狭缝）与一个提供等离子体传播路径的连续金属/导电层共同构成。

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### 二、 对比文件特征比对分析

针对技术特征C，各对比文件的公开情况分析如下：

#### 1. D1 (CN1965414B)

* **原文出处：** 【解决问题的方式】中第一方面：“一种光电二极管包括：**导电膜**，其具有...配置在小孔周围的**周期性结构**，用于借助膜表面的入射光通过导电膜的膜表面中受激发的**表面等离子体激元**来产生共振状态”。

* **分析：** D1公开了“导电膜（金属膜）”作为连续导电材料，以及“周期性结构（如表面凹凸、同心凹槽）”作为光耦合器。两者组合构成了等离子体激元产生单元。

* **结论：** **实质公开了特征C**。

#### 2. D2 (US20100270638A1)

* **原文出处：** [0030]：“Surface plasmon coupler 120 may include at least two **elongated metal structures 121 and 122** spaced apart by a prescribed distance ‘D’.”

* **分析：** D2通过特定的金属结构排列来限制电场并耦合等离子体，这里的金属结构本身充当了耦合器。

* **结论：** **公开了特征C**。

#### 3. D3 (US20110042650A1)

* **原文出处：** [0013]：“...with metallic **interdigitated fingers** for enhancing the effective photo-detection area.”

* **分析：** D3主要讨论石墨烯光电探测器，虽然提到了指状电极，但未明确强调通过光耦合器与连续导电材料组合来生成表面等离子体激元的特定物理结构。

* **结论：** **未明确公开特征C**。

#### 4. D4 (US20120068049A1)

* **原文出处：** [0007]：“...a plate-shaped **light receiving portion 1 which is made of metal**... a slot-shaped **slit 3** provided in the front surface... excite surface plasmons through the slit”。

* **分析：** D4的“金属受光部1”即为连续导电材料，“狭缝3”充当了将入射光转换为表面等离子体波的光耦合器。

* **结论：** **实质公开了特征C**。

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### 三、 特征比对表

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### 四、 最终分析意见

**技术特征C是否被公开：**

1. **单独公开：** **D1**和**D4**均已经单独、毫无疑义地公开了技术特征C。

* **D1**明确描述了在金属导电膜上设置周期性凹凸结构（光耦合器）来激发表面等离子体激元，这与特征C的结构完全一致。

* **D4**明确描述了在金属板（导电材料）上开设狭缝（光耦合器）来激发表面等离子体，同样构成了特征C所要求的组合。

2. **组合公开：** 即使认为D2的描述偏重于场增强而非传统意义上的“光耦合器”，将其与D1或D4中关于“光耦合器”的明确教导相结合，对于本领域技术人员而言，实现“连续导电材料与光耦合器组合”的结构也是显而易见的。

**总结建议：**

在本案的无效或侵权分析中，技术特征C不具备新颖性，已被D1或D4实质公开。由于D1和D4在等离子体激元生成的物理机制及组件构成上与目标专利高度吻合，特征C属于公知技术手段或已被现有技术完全覆盖。

你好！作为一名专业的专利代理师，我将根据你提供的目标专利说明书以及三篇对比文件，为你对权利要求1进行深入的解读，并重点分析对比文件对技术特征C的公开情况，最后提供详细的特征比对表格。

## 权利要求1的技术方案解释

紧密结合目标专利说明书（CN105765732B），权利要求1旨在保护一种利用表面等离子体激元（Surface Plasmon Polariton, SPP）来检测光子的新型光电装置。其核心创新点在于**不对称电极布置**以及**表面等离子体激元的远距离耦合与传输**。

具体技术架构可以拆解为以下逻辑：

1. **基础结构：** 装置包含半导体（如石墨烯）和不对称电极布置（第一电极、第二电极）。

2. **激发与耦合（技术特征C与E）：** 在第一电极的第一区域（不与半导体接触的区域），设置了与连续导电材料组合的“光耦合器”（例如说明书[0042]-[0048]中提到的周期性表面结构或光栅，或者是[0049]提到的棱镜）。光耦合器的作用是将入射光子的波矢与表面等离子体的波矢相匹配，从而在连续的导电材料（即第一电极本身）上激发出表面等离子体激元。

3. **传输与检测（技术特征D与F、G）：** 激发出的表面等离子体激元沿着第一电极的连续表面，从第一区域传输到第二区域（与半导体接触的区域）。由于激发的区域（第一区域）远离第二电极，这种不对称结构导致半导体的电气特性发生净变化（如产生光电流），进而实现对光子的检测。

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## 技术特征C的公开情况分析

**技术特征C：** 其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，

### 1. 针对对比文件1 (D1: US20130001514A1)

**分析结论：未公开。**

D1公开了一种包含纳米柱阵列（nanopillar 36）和石墨烯薄膜（15）的装置。其利用的是纳米柱阵列结构产生“局部场增强和相关的等离子体效应”（local field-enhancement and related plasmonic effects，参见段落[0019]）。纳米柱阵列是离散的结构，属于局域表面等离子体共振，并非通过特定的“光耦合器”将光耦合到“连续的导电材料”上形成可传播的表面等离子体激元。

### 2. 针对对比文件2 (D2: WO2013074542A1)

**分析结论：未公开。**

D2公开了一种包含导电纳米结构（electrically conductive nanostructures）的第一层，该层在光照下通过“局域表面等离子体共振”（localized surface plasmon resonances，参见段落[0041]）产生热电子（hot electrons）。这些纳米结构（如纳米点、纳米棒、交叉杆等）直接吸收光子并产生热电子越过肖特基势垒，不存在将光子耦合为表面等离子体激元并在连续导电材料上传输的“光耦合器与连续导电材料组合”的结构。

### 3. 针对对比文件3 (D3: US20130234006A1)

**分析结论：实质公开了技术特征C。**

D3公开了一种光电转换元件，其受光部（light-receiving section 1）由金属制成（参见段落[0032]），这构成了**“连续的导电材料”**。在实施例5中，受光部不仅具有狭缝3，还在两侧设置了周期性排列的反射狭缝6（reflective slits 6，参见段落[0076]-[0077]）。D3明确记载了这种周期性结构能够克服波数不匹配的问题，使垂直入射光也能激发出表面等离子体（参见段落[0081]-[0082]）。

在这里，D3中的周期性反射狭缝6及狭缝3起到了**“光耦合器”**的作用（匹配波矢以激发表面等离子体），而金属受光部1本身即为**“连续的导电材料”**。因此，D3单独实质公开了“表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器”这一特征。

**综上所述，对比文件3 (D3) 单独实质公开了技术特征C。**

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## 权利要求1与对比文件的特征比对表格

**总结：** D1、D2和D3均未能公开目标专利权利要求1中关于“第一电极具有不接触半导体的第一区域和接触的第二区域，且光耦合器位于第一区域并远离第二电极”的空间不对称延伸结构（即技术特征D、E、F、G）。这正是目标专利实现表面等离子体激元无损耗远距离传输及光子高灵敏度检测的关键发明点。

根据权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为在至少与线平行的方向中将动量的成分给予入射光子，所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据权利要求2所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为优选地在与所述线平行的方向中将动量的成分给予入射光子，所述线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为生成表面等离子体激元并且将所生成的表面等离子体激元传送给所述半导体。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：在沿着线的方向中提供在至少数微米上的连续等离子体，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的等离子体。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器被配置为：从不接触所述半导体的区域到接触所述半导体的区域提供连续的金属。

根据前述权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构，其中所述周期性至少在平行于线的方向中，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求1所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括具有周期性的周期结构，其中所述周期性平行于线，该线通过所述第一电极、所述半导体的部分和所述第二电极。

根据前述权利要求8或9所述的装置，其中所述周期结构是周期光栅。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括导电材料，该导电材料包括表面，其中所述表面是连续的并且包括周期轮廓调制。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述第一电极与表面等离子体激元生成器相关联，但是所述第二电极与表面等离子体激元生成器不相关联。

根据权利要求1至3中任一所述的装置，其中所述第一电极与用于选择性地耦合第一频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联，以及所述第二电极与用于选择性地耦合与所述第一频率不同的第二频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述不对称电极布置包括多个第一电极，每个第一电极与用于选择性地耦合特定频率的光子的表面等离子体激元生成器相关联。

根据权利要求14所述的装置，其中所述第二电极是通过所述半导体与所述多个第一电极分离的公共电极。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述表面等离子体激元生成器包括第一部分和第二部分，所述第一部分提供周期光栅以及所述第二部分不提供周期光栅。

根据权利要求16所述的装置，其中所述第二部分是平的。

根据权利要求17所述的装置，其中所述第二部分邻近于所述半导体的部分，以及所述第一部分不邻近于所述半导体的部分。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，被配置为窄带光检测器。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，被配置为分析物传感器，其中至少所述半导体被暴露以用于分析物吸附。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述光耦合器被配置为将光子耦合到表面等离子体以生成从所述第一区域传送给所述第二区域的表面等离子体激元。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体是石墨烯。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体具有高电子移动性和低光子吸收性。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体的电子移动性大于5k cm2V-1s-1。

根据前述权利要求1-3中任一所述的装置，其中所述半导体具有小于5％的光子吸收性。

一种用于检测光子的方法，包括： 提供不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、以及与跨越半导体的一部分的所述第一电极分离的第二电极，在所述第一电极的至少第一区域处提供光耦合器； 从所述第一电极的所述第一区域到所述第一电极的第二区域沿着所述第一电极的表面提供导电路径，其中所述第二区域接触所述半导体，所述第一区域与所述半导体不接触，其中与所述第二区域相比，所述第一区域进一步远离于所述第二电极。

根据权利要求26所述的方法，其中所述半导体是石墨烯。

一种用于检测光子的装置，包括： 石墨烯；以及 不对称电极布置，该不对称电极布置包括第一电极、与跨越石墨烯的一部分的所述第一电极分离的第二电极、以及与至少所述第一电极相关联的至少一个表面等离子体激元生成器，其中所述表面等离子体激元生成器包括与连续的导电材料组合的光耦合器，所述第一电极从与所述石墨烯不接触的第一区域延伸到与所述石墨烯接触的第二区域，其中在所述第一区域处的所述第一电极与所述光耦合器相关联，其中与所述第二区域相比，所述第一区域进一步远离于所述第二电极。