朱光亚的留学背景如下：
早年教育：
朱光亚出生于湖北武汉，由于父亲在法国企业工作，他和兄弟姐妹从小便接受西式教育。1938年，他转移到重庆，就读于重庆南开中学。1941年，他考入国立中央大学物理系，次年夏天，转学到西南联大。
留学美国：
1945年抗日战争胜利后，朱光亚被吴大猷推举为赴美国考察原子弹技术的助手之一。1946年，朱光亚等人抵达美国后，由于美国不向其他国家开放原子弹研制技术，考察组解散，朱光亚进入密执安大学研究生院继续从事核物理学的学习和研究，并于1949年秋取得博士学位。
学术成就：
在美国期间，朱光亚发表了多篇论文，在早期核物理学科留下了中国人的探索足迹。1949年新中国成立的消息传到美国后，他立即决定归国，并在1950年拒绝美国经济合作总署的旅费，回到北京，任北京大学物理系副教授。
总结起来，朱光亚的留学背景包括在西式教育下成长、在西南联大接受高等教育、以及在美国密执安大学攻读核物理学博士。这些经历为他日后在核科学领域的杰出贡献奠定了坚实的基础。