目前，现有的商用实时测量仪无法对硅方格图形衬底做出弯曲度测量，本文研制了一种对外延片弯曲度实时监测的设备，用以满足实时获得硅图形衬底的GaN外延片在生长过程中应力变化情况的需求。本文首先阐述了外延片弯曲度监测装置国内外研究现状，对外延片弯曲度实时监测系统进行了需求分析，讲述了外延片弯曲度监测的原理，同时详细介绍了系统总体结构设计，包括了高速摄像头运行模式的设计，下位机结构设计，以及上位机软件总体框架设计。在下位机结构设计中，介绍了PCB板的设计以及控制程序的设计。在上位机软件总体框架设计中，介绍了MFC开发模式的设计，access数据库的设计。在图像处理与分析中，通过比较不同的算法，使用中值滤波对图像进行平滑处理以及使用Canny边缘算子对图像进行分割，对分割后的图像进行连通域处理得出目标光斑中心。最后本文介绍了外延片弯曲度实时监测系统在外延实验和生产过程中实际应用。通过结果分析，系统的测量分辨率能到达±1km-1，高于同类商用设备的测量精度。通过对该系统在Swan CCSMOCVD的测试结果进行分析，能够实时显示硅方格图形衬底在生长过程中应力的变化情况，可有利于对外延片生长工艺的优化，提高外延片厚度均匀性以及外延片的晶体质量。本文是作者在参与外延片弯曲度实时检测系统研发的基础上完成，该项目得到国家863计划（2011AA03A101）的资助。